Sachverhalt:
A. Mit Urteil 2C_375/2010 vom 22. März 2011 hiess das Bundesgericht die Beschwerde der Eheleute A. und B.X._ (nachfolgend die Steuerpflichtigen) wegen interkantonaler Doppelbesteuerung gegenüber dem Kanton Solothurn gut, hob das Urteil des Steuergerichts des Kantons Solothurn vom 22. März 2010 auf und wies die Sache zur Abklärung des Sachverhalts und zu neuem Entscheid an das Steuergericht zurück. Gegenüber dem Kanton Bern wies es die Beschwerde "zur Zeit" ab.
Umstritten war, ob die Steuerpflichtigen den Verlust von Fr. ..., den sie aus der Veräusserung eines Grundstücks im Kanton Tessin im Jahr 2002 erlitten hatten, mit dem im gleichen Jahr aus der Veräusserung von insgesamt fünf Grundstücken im Kanton Bern erzielten Grundstückgewinn von Fr. ... verrechnen können. Der Kanton Bern (Liegenschaftskanton) erhob die Grundstückgewinnsteuer auf den im Kanton Bern veräusserten Liegenschaften für das Jahr 2003 mit Veranlagungsverfügung vom 9. Dezember 2004 ohne Berücksichtigung eines ausserkantonalen Verlustes. Der Kanton Solothurn (Wohnsitzkanton) behandelte A.X._ als (nebenberuflichen) Liegenschaftenhändler. Dementsprechend verrechnete er mangels steuerbarem Einkommen den Tessiner Liegenschaftsverlust mit dem im Kanton Bern erzielten Grundstückgewinn. In den Jahren 2003 bis 2006 konnten die Steuerveranlagungen des Kantons Solothurn und die Verlustvorträge gerichtlich nicht geprüft werden (steuerbares Einkommen Fr. 0.--). Erst mit der Veranlagung 2007 ergab sich erstmals wieder ein steuerbares Einkommen und konnten die Steuerpflichtigen die aktuelle Doppelbesteuerung beim Kantonalen Steuergericht Solothurn und sodann beim Bundesgericht geltend machen.
Gemäss den bundesgerichtlichen Vorgaben im genannten Urteil war noch abzuklären, ob es sich beim Beschwerdeführer um einen (nebenberuflichen) gewerbsmässigen Liegenschaftenhändler im Sinne der Rechtsprechung handle und ob die im Kanton Bern veräusserten Grundstücke zum Geschäfts- oder Privatvermögen gehörten. Das Bundesgericht legte auch bereits die massgebenden Ausscheidungsgrundsätze fest.
B. Das Steuergericht des Kantons Solothurn wies in der Folge die Sache zur Ergänzung des Sachverhalts an die Veranlagungsbehörde Thal-Gäu zurück. Diese nahm weitere Abklärungen vor. Mit Einspracheentscheid vom 30. November 2011 hielt sie an der Veranlagung fest. Auf Rekurs hin bestätigte das Steuergericht des Kantons Solothurn das Vorhandensein eines Liegenschaftenhandels und die Möglichkeit der Verrechnung des Verlustes mit den bernischen Grundstückgewinnen und wies das Rechtsmittel ab (Urteil vom 4. Juni 2012).
C. Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten beantragen die Steuerpflichtigen, die Veranlagungsverfügung betreffend die Grundstückgewinnsteuer des Kantons Bern vom 9. Dezember 2004 und der Einspracheentscheid der Steuerverwaltung des Kantons Bern vom 20. Juni 2008 seien wegen interkantonaler Doppelbesteuerung aufzuheben, der im Kanton Bern steuerbare Grundstückgewinn sei auf Fr. 0.-- festzusetzen und der Kanton Bern sei zu verpflichten, die bereits bezahlten Grundstückgewinnsteuern samt Zins zurückzuerstatten; eventualiter seien die Urteile des Steuergerichts des Kantons Solothurn vom 4. Juni 2012 und vom 22. März 2010 sowie die Veranlagungsverfügung der Veranlagungsbehörde Thal-Gäu vom 20. März 2009 und deren Einspracheentscheide vom 30. November 2011 und 1. Juni 2009 aufzuheben und das steuerbare Einkommen auf Fr. 0.-- (Verlustvortrag Fr. ...) festzusetzen.
Das Steueramt des Kantons Solothurn beantragt, die Beschwerde sei gegenüber dem Kanton Bern gutzuheissen und im Übrigen abzuweisen. Die Steuerverwaltung des Kantons Bern schliesst auf Abweisung der Beschwerde gegenüber dem Kanton Bern und Gutheissung der Beschwerde gegenüber dem Kanton Solothurn. Das Steuergericht des Kantons Solothurn beantragt, die Beschwerde sei abzuweisen, soweit darauf einzutreten sei.
Erwägungen:
1. 1.1 Die Prozessvoraussetzungen für das Eintreten auf die Beschwerde gegen den neuen Entscheid des Steuergerichts des Kantons Solothurn vom 4. Juni 2012 haben sich seit dem Urteil des Bundesgerichts 2C_375/2010 vom 22. März 2011 nicht geändert und sind weiterhin erfüllt. Es kann auf die entsprechenden Ausführungen in diesem Urteil (E. 1.1) verwiesen werden. Nicht einzutreten ist auf die vorliegende Beschwerde, soweit sie sich auch gegen die Veranlagungsverfügung und den Einspracheentscheid der Veranlagungsbehörde Thal-Gäu richtet, weil der Einspracheentscheid durch den Entscheid des Steuergerichts ersetzt worden ist. Darauf wurde bereits im ersten Urteil hingewiesen.
1.2 In die Beschwerde wegen interkantonaler Doppelbesteuerung kann auch die bereits rechtskräftige Veranlagung über die Grundstückgewinnsteuer des Kantons Bern vom 9. Dezember 2004 mit einbezogen werden, da gemäss Art. 100 Abs. 5 BGG bei Beschwerden wegen interkantonaler Kompetenzkonflikte die Beschwerdefrist (spätestens) dann zu laufen beginnt, wenn in beiden Kantonen Entscheide getroffen worden sind. Dabei muss der kantonale Instanzenzug nicht erschöpft werden und kann bereits die Veranlagungsverfügung für den Grundstückgewinn vom 9. Dezember 2004 angefochten werden (BGE 133 I 300 E. 2.4 S. 306 f., 308 E. 2.4 S. 312 f.). Der Antrag auf Rückerstattung der zu viel bezahlten Steuern ist zulässig (BGE 132 I 220 E. 1). Unzulässig ist die Doppelbesteuerungsbeschwerde gegenüber dem Einspracheentscheid des Kantons Bern vom 20. Juni 2008. Es handelt sich bei diesem um einen Nichteintretensentscheid (offensichtlich verspätete Einsprache), weshalb die Veranlagungsverfügung für den Grundstückgewinn vom 9. Dezember 2004 das Anfechtungsobjekt bildet (worauf die Steuervertreterin ebenfalls bereits im Urteil 2C_375/2010 vom 22. März 2011 hingewiesen worden ist).
Nicht begründet ist der Einwand der Steuerverwaltung des Kantons Bern, die Veranlagung für die Grundstückgewinnsteuer vom 9. Dezember 2004 sei rechtskräftig. Die Doppelbesteuerungsbeschwerde vom 3. Mai 2010 hat das Verfahren im Kanton Bern wieder eröffnet. Im Rückweisungsentscheid vom 22. März 2011 hat das Bundesgericht die Beschwerde gegenüber dem Kanton Bern lediglich "zur Zeit" abgewiesen und damit zum Ausdruck gebracht, dass es sich nicht um eine definitive Abweisung handelt und das Verfahren wegen Doppelbesteuerung noch offen ist. Die formelle Rechtskraft der bernischen Veranlagung steht daher - entgegen der Ansicht der Steuerverwaltung des Kantons Bern - einer Revision dieser Veranlagung nicht entgegen.
1.3 Mit der Beschwerde können Rechtsverletzungen nach Art. 95 und 96 BGG geltend gemacht werden. Das Bundesgericht wendet das Recht von Amtes wegen an (Art. 106 Abs. 1 BGG). Doch prüft es, unter Berücksichtigung der allgemeinen Begründungspflicht (Art. 42 Abs. 1 und 2 BGG), grundsätzlich nur die geltend gemachten Rügen, sofern die rechtlichen Mängel nicht geradezu offensichtlich sind. Es kann die Verletzung von Grundrechten nur insofern prüfen, als eine solche Rüge in der Beschwerde vorgebracht und begründet worden ist (Art. 106 Abs. 2 BGG; zum Ganzen BGE 135 III 397 E. 1.4 S. 400; 133 II 249 E. 1.4.1 f. S. 254 mit Hinweisen).
Nach Art. 105 BGG legt das Bundesgericht seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (Abs. 1). Es kann die Sachverhaltsfeststellung von Amtes wegen berichtigen oder ergänzen, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von Art. 95 BGG beruht (Abs. 2).
2. 2.1 Nach der Rechtsprechung des Bundesgerichts darf eine untere Instanz, an welche eine Sache zurückgewiesen wird, neue Vorbringen berücksichtigen, soweit sie nach dem massgebenden Verfahrensrecht noch zulässig sind. Die zulässigen Noven haben sich dabei aber innerhalb des rechtlichen Rahmens zu bewegen, den das Bundesgericht mit seinem Rückweisungsentscheid vorgegeben hat. Der von der Rückweisung erfasste Streitpunkt darf also nicht ausgeweitet oder auf eine neue Rechtsgrundlage gestellt werden. Die mit der Neubeurteilung befasste Instanz hat vielmehr die rechtliche Beurteilung, mit der die Rückweisung begründet worden ist, ihrer Entscheidung zugrunde zu legen. Diese Beurteilung bindet dann auch das Bundesgericht und die Parteien (BGE 135 III 334 E. 2 und 2.1; Urteile 5A_866/2012 vom 1. Februar 2013 E. 4.2; 4A_600/2012 vom 14. Januar 2013 E. 1).
2.2 Das Bundesgericht hat mit Urteil vom 22. März 2011 die Beschwerde gutgeheissen und die Sache an die Vorinstanz zurückgewiesen, damit diese weitere Abklärungen hinsichtlich der Eigenschaften des Beschwerdeführers (als [nebenberuflicher] Liegenschaftenhändler) und der Liegenschaften im Kanton Bern (Geschäftsvermögen/Privatvermögen) vornimmt und in der Sache neu entscheidet. Aufgrund der vorhandenen Unterlagen konnte das Bundesgericht die Frage der Eigenschaft des Beschwerdeführers als Liegenschaftenhändler wie auch die Zugehörigkeit der bernischen Grundstücke zum Geschäfts- oder Privatvermögen nicht beurteilen.
Im Übrigen hat aber das Bundesgericht bereits vorgegeben, wie zu entscheiden sein wird: Handelt es sich beim Berner Grundeigentum um Privatvermögen, wäre das Vorgehen des Kantons Bern nicht zu beanstanden. Der Kanton Solothurn dürfte den im Kanton Bern steuerbaren Grundstückgewinn nicht besteuern oder zur Verlustverrechnung heranziehen. Sollte sich überdies ergeben, dass dem Beschwerdeführer generell die Eigenschaften eines Liegenschaftenhändlers fehlen, so könnte im Kanton Solothurn auch der verbleibende Verlustvortrag von Fr. ... nicht anerkannt werden. Handelt es sich beim Beschwerdeführer hingegen um einen (nebenberuflichen) Liegenschaftenhändler und bei den bernischen Liegenschaften um Geschäftsvermögen, so hätte der Kanton Bern die Übernahme des Verlustvortrages zur Vermeidung eines Ausscheidungsverlustes zu prüfen. Diese Vorgaben im Rückweisungsentscheid waren vom Steuergericht des Kantons Solothurn im neuen Entscheid zu beachten. Aber auch der Kanton Bern hat sich an die Erwägungen im Rückweisungsentscheid zu halten, wenn die Sache erneut an das Bundesgericht gelangt.
3. 3.1 Im interkantonalen Steuerrecht gilt der gleiche Begriff des Liegenschaftenhändlers wie im Recht der direkten Bundessteuer (Urteil 2P.154/2004 vom 16. August 2005, RtiD I-2006 S. 543 E. 3.3). Nach der Praxis zur direkten Bundessteuer liegt steuerbarer Immobilienhandel vor, wenn die steuerpflichtige Person An- und Verkäufe von Liegenschaften nicht nur im Rahmen der privaten Vermögensverwaltung bei zufällig sich bietender Gelegenheit tätigt, sondern wenn sie dies systematisch und mit der Absicht der Gewinnerzielung tut, das heisst, wenn sie eine Tätigkeit entfaltet, die in ihrer Gesamtheit auf Erwerb gerichtet ist. Eine solche Tätigkeit qualifiziert sich als selbständige Erwerbstätigkeit im Sinne von Art. 18 Abs. 1 DBG (SR 642.11) und führt zur Besteuerung des erzielten Liegenschaftsgewinns, wenn der veräusserte Gegenstand zum Geschäftsvermögen gehörte. Dabei ist unerheblich, ob die Tätigkeit haupt- oder nebenberuflich ausgeübt wird. Als Indizien für eine Tätigkeit als selbständig erwerbender Liegenschaftenhändler kommen in Betracht die systematische bzw. planmässige Art und Weise des Vorgehens, die Häufigkeit der Liegenschaftsgeschäfte, der enge Zusammenhang eines Geschäfts mit der beruflichen Tätigkeit der steuerpflichtigen Person, der Einsatz spezieller Fachkenntnisse, die Besitzesdauer, der Einsatz erheblicher fremder Mittel zur Finanzierung der Geschäfte oder die Realisierung im Rahmen einer Personenunternehmung (BGE 125 Il 113 E. 6a S. 124). Keine selbständige Erwerbstätigkeit liegt hingegen vor, wenn bloss das eigene Vermögen verwaltet wird, insbesondere wenn eigene Liegenschaften vermietet werden. Dies gilt selbst dann, wenn das Vermögen umfangreich ist, professionell verwaltet wird und kaufmännische Bücher geführt werden (Urteile 2C_375/2010 vom 22. März 2011 E. 4.2, in: StE 2011 A 24.43.1 Nr. 21; 2A.52/2003 vom 23. Januar 2005 E. 2.5, in: ASA 74 S. 737; 2C_869/2008 vom 7. April 2009 E. 2.3, in: StE 2009 B 23.1 Nr. 66).
3.2 Die Vorinstanz hat - für das Bundesgericht grundsätzlich verbindlich (Art. 105 BGG) - festgestellt, dass der Beschwerdeführer seit 1988 in der ganzen Schweiz zahlreiche Liegenschaftskäufe und -verkäufe tätigte, diverse Baulandumlegungen und Parzellierungen vornahm und Stockwerkeigentum begründete. Dieser halte auch Anteile an mehreren Immobiliengesellschaften. Er sei zu 80 Prozent für seine eigene Immobiliengesellschaft und zu 20 Prozent für die Geschäftsleitung zweier weiterer Firmen (im Baunebengewerbe) tätig. Er habe nebst seiner Grundausbildung als eidg. dipl. Hafner- und Plattenmeister im Jahr 1994 auch den vom Schweizerischen Verband der Immobilien-Treuhänder organisierten höheren Fachkurs absolviert. Der Kauf der Geschäftsliegenschaften sei zudem häufig unter Einsatz fremder Mittel erfolgt. Die Liegenschaften im Kanton Bern wurden bei einem Kaufpreis von Fr. ... mit Fr. ... fremdfinanziert. Schliesslich habe auch die Steuerverwaltung des Kantons Bern in der definitiven Veranlagung 2002 für die Kantons- und Gemeindesteuern vom 9. März 2004 den Verlust aus gewerbsmässigem Liegenschaftshandel in der Höhe von Fr. ... akzeptiert.
Das sind alles Indizien, die darauf schliessen lassen, dass der Beschwerdeführer gewerbsmässig mit Liegenschaften handelt. Das gilt namentlich auch in Bezug auf die Liegenschaften, die der Beschwerdeführer im Jahre 2003 im Kanton Bern besessen, überwiegend fremdfinanziert und veräussert hat. Diese gehörten folglich zum Geschäftsvermögen des Beschwerdeführers. Wenn daher die Vorinstanz den Beschwerdeführer als gewerbsmässigen Liegenschaftenhändler und die bernischen Liegenschaften als Geschäftsvermögen qualifiziert, verletzt das Bundesrecht nicht.
3.3 Für diesen Fall hat das Bundesgericht im Rückweisungsentscheid angeordnet, dass mit Blick auf die Neuausrichtung der bundesgerichtlichen Rechtsprechung zur Vermeidung von Ausscheidungsverlusten (vgl. BGE 131 I 249, 285; 132 I 220) Handelsliegenschaften von Liegenschaftshändlern gleich zu behandeln seien wie Betriebsliegenschaften einer interkantonalen Unternehmung. Handelsliegenschaften des Liegenschaftenhändlers gehörten wie Betriebsliegenschaften zum betriebsnotwendigen Vermögen und dienten der Leistungserstellung; allerdings habe zuerst das Hauptsteuerdomizil Veräusserungsverluste auf ausserkantonalen Liegenschaften zu übernehmen und könnten einem anderen Liegenschaftsort nur die allfälligen Verlustüberschüsse zugewiesen werden. Das Bundesgericht wies auch darauf hin, dass nach einem allgemeinen Grundsatz die neue Praxis sofort und in allen hängigen Verfahren anzuwenden sei, soweit nicht im Einzelfall der Schutz von Treu und Glauben entgegenstehe (E. 6.1 f.).
Gemäss diesen Ausscheidungsgrundsätzen hat aber der Kanton Bern den im Kanton Solothurn verbliebenen, nicht verrechenbaren Verlust aus der Veräusserung der Tessiner Liegenschaft auf die im Kanton Bern erzielten Grundstückgewinne anzurechnen.
4. Die Steuerverwaltung des Kantons Bern stellt diese Ausscheidungsgrundsätze nicht in Frage. Sie wendet sich aber aus anderen Gründen gegen eine Pflicht des Kantons Bern zur Übernahme des Ausscheidungsverlustes. Sie macht geltend, die neue, mit BGE 131 I 249 u.a. eingeleitete Praxis des Bundesgerichts zur Vermeidung von Ausscheidungsverlusten sei erst nach der Veranlagungsverfügung vom 9. Dezember 2004 für die Grundstückgewinnsteuer im Kanton Bern publiziert und allgemein bekannt gemacht worden. Eine Rückwirkung der bundesgerichtlichen Praxis sei auch deshalb ausgeschlossen, weil die Veranlagung des Kantons Solothurn nicht korrekt erfolgt sei. Richtigerweise hätte die solothurnische Veranlagungsbehörde aufgrund der im Jahr 2003 geltenden Praxis die bernische Grundstückgewinne nicht berücksichtigen und daher den Verlustvortrag nicht kürzen dürfen.
Die Einwendungen sind unbehelflich. Die Ansicht der Steuerverwaltung des Kantons Bern, die neue Praxis des Bundesgerichts zur Vermeidung von Ausscheidungsverlusten könne auf die Veranlagung der Grundstückgewinnsteuer 2003 vom 9. Dezember 2004 noch keine Anwendung finden, wurde bereits im ersten Urteil zurückgewiesen (Urteil 2C_375/2010 vom 22. März 2011 E. 6.2 mit Hinweisen; s. auch Urteil 2C_689/2010 vom 4. April 2010 E. 4.4, in: ASA 80 S. 361). Die Veranlagung des Steueramtes des Kantons Solothurn, welches die neue Praxis des Bundesgerichts zur Anwendung gebracht hat, ist somit korrekt, und die bernischen Grundstückgewinne sind zur Vermeidung eines Ausscheidungsverlustes heranzuziehen.
Der Umstand schliesslich, dass die solothurnische Veranlagung 2003 erst in der Steuerperiode 2007 gerichtlich überprüft werden konnte, ist rein verfahrensmässig bedingt (s. dazu vorne im Sachverhalt) und verschafft keine Vertrauensposition zugunsten des Kantons Bern. Es geht hier auch nicht um einen Anwendungsfall der Verwirkung des Besteuerungsrechts durch einen säumigen Kanton (vgl. K. Locher/P. Locher, Die Praxis der Bundessteuern, III. Teil, Interkantonale Doppelbesteuerung, § 2, IV D), sondern um den Schutz des Steuerpflichtigen vor doppelter Besteuerung.
5. Es folgt daraus, dass die Beschwerde gegenüber den Kanton Solothurn abzuweisen ist. Gegenüber dem Kanton Bern ist die Beschwerde gutzuheissen und dessen Veranlagung aufzuheben. Die Sache ist zur Neuveranlagung und Rückerstattung allenfalls zuviel bezahlter Steuern an die Steuerverwaltung des Kantons Bern zurückzuweisen.
6. Bei diesem Verfahrensausgang sind die bundesgerichtlichen Kosten dem Kanton Bern aufzuerlegen (Art. 65 f. BGG). Dieser hat die Beschwerdeführer für das bundesgerichtliche Verfahren zu entschädigen (Art. 68 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde gegen den Kanton Solothurn wird abgewiesen.
2. Die Beschwerde gegen den Kanton Bern wird gutgeheissen, die Veranlagungsverfügung für den Grundstückgewinn vom 9. Dezember 2004 aufgehoben und die Sache zur Neuveranlagung im Sinne der Erwägungen an die Steuerverwaltung des Kantons Bern zurückgewiesen. Die zu viel bezahlten Steuern sind den Beschwerdeführern zurückzuerstatten.
3. Die Gerichtskosten von Fr. 5'000.-- werden dem Kanton Bern auferlegt.
4. Der Kanton Bern hat die Beschwerdeführer für das bundesgerichtliche Verfahren mit Fr. 5'000.-- zu entschädigen.
5. Dieses Urteil wird den Verfahrensbeteiligten, dem Kantonalen Steuergericht Solothurn und der Eidgenössischen Steuerverwaltung schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 3. März 2013
Im Namen der II. öffentlich-rechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Zünd
Der Gerichtsschreiber: Wyssmann