Sachverhalt:
A. A.a Der 1966 geborene D._ meldete sich am 3. März 2003 unter Hinweis auf die gesundheitlichen Folgen eines am 18. Juli 2002 erlittenen Verkehrsunfalles (Schleudertrauma, Kopfschmerzen, Schmerzen im Rücken und Nacken, Vergesslichkeit, Müdigkeit) zum Leistungsbezug bei der Invalidenversicherung an. Die IV-Stelle des Kantons Solothurn sprach dem Versicherten in der Folge, u.a. gestützt auf einen Bericht der Rehaklinik E._ vom 30. September 2003, eine vom 1. Juli bis 31. Oktober 2003 befristete ganze Rente samt Zusatz- und Kinderrenten zu (in Rechtskraft erwachsene Verfügung vom 29. September 2004).
A.b Am 20. November 2008 wurde D._ erneut bei der IV-Stelle vorstellig und machte eine Verschlechterung seines Gesundheitszustandes geltend. Nach Durchführung eines mehrwöchigen Belastbarkeitstrainings holte die Verwaltung diverse medizinische Auskünfte ein (u.a. Gutachten der Abklärungsstelle X._ vom 27. April 2010, Bericht des Regionalen Ärztlichen Dienstes [RAD] vom 18. August 2010), auf deren Basis sie das Rentenersuchen mangels veränderten Krankheitsbildes abschlägig beschied (Vorbescheid vom 18. Oktober 2010, Verfügung vom 7. Juli 2011).
B. Die dagegen erhobene Beschwerde wies das Versicherungsgericht des Kantons Solothurn mit Entscheid vom 15. August 2012 ab.
C. D._ lässt Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten führen und beantragen, in Aufhebung des vorinstanzlichen Entscheids sei ihm eine seinem Invaliditätsgrad entsprechende Rente zuzusprechen, eventualiter sei das Verfahren an die IV-Stelle zurückzuweisen, damit sie neu verfüge. Ferner sei ihm die unentgeltliche Rechtspflege (Prozessführung, Verbeiständung) zu gewähren.
Die kantonalen Akten wurden eingeholt. Auf einen Schriftenwechsel wurde verzichtet.
Erwägungen:
1. Die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten (Art. 82 ff. BGG) kann wegen Rechtsverletzung gemäss Art. 95 f. BGG erhoben werden. Das Bundesgericht legt seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (Art. 105 Abs. 1 BGG), und kann deren Sachverhaltsfeststellung nur berichtigen oder ergänzen, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von Art. 95 BGG beruht (Art. 105 Abs. 2 BGG). Es wendet das Recht von Amtes wegen an (Art. 106 Abs. 1 BGG). Immerhin prüft es, unter Berücksichtigung der allgemeinen Begründungspflicht der Beschwerde (Art. 42 Abs. 1 und 2 BGG), grundsätzlich nur die geltend gemachten Rügen, sofern die rechtlichen Mängel nicht geradezu offensichtlich sind. Es ist jedenfalls nicht gehalten, wie eine erstinstanzliche Behörde alle sich stellenden rechtlichen Fragen zu untersuchen, wenn diese vor Bundesgericht nicht mehr vorgetragen wurden (BGE 133 II 249 E. 1.4.1 S. 254).
2. 2.1 Streitig und zu prüfen ist, ob das kantonale Gericht zu Recht von einer im Zeitraum zwischen den Verfügungen der Beschwerdegegnerin vom 29. September 2004 (Zusprechung einer vom 1. Juli bis 31. Oktober 2003 befristeten ganzen Rente) und 7. Juli 2011 (Ablehnung des Rentenersuchens) unveränderten gesundheitlichen Situation des Beschwerdeführers ausgegangen ist.
2.2 Im angefochtenen Entscheid wurden die für die Beurteilung der Streitfrage massgebenden Rechtsgrundlagen zutreffend wiedergegeben. Es betrifft dies insbesondere die Bestimmungen und Grundsätze zur Rentenrevision, welche bei Neuanmeldungen analog Anwendung finden (Art. 17 Abs. 1 ATSG; BGE 130 V 71 E. 3.1 S. 73 ff. mit Hinweisen; vgl. ferner Art. 87 Abs. 3 und 4 IVV sowie BGE 133 V 108 E. 5.4 S. 114 mit Hinweis), zur Bedeutung ärztlicher Auskünfte im Rahmen der Invaliditätsschätzung (BGE 132 V 93 E. 4 S. 99 f.; 125 V 256 E. 4 S. 261) und zu den Anforderungen an beweiskräftige medizinische Berichte und Gutachten (BGE 125 V 351 E. 3a S. 352 mit Hinweis; vgl. auch BGE 134 V 231 E. 5.1 S. 232). Darauf wird verwiesen. Anzufügen ist, dass die Frage, ob sich eine Arbeits(un)fähigkeit in einem bestimmten Zeitraum in einem rentenrevisionsrechtlich relevanten Sinne verändert hat, eine Tatfrage darstellt (Urteil [des Eidg. Versicherungsgerichts] I 692/06 vom 19. Dezember 2006 E. 3.1), die einer letztinstanzlichen Berichtigung oder Ergänzung nur im gesetzlichen Rahmen von Art. 105 Abs. 2 BGG zugänglich ist. Insoweit hat auch die Fragestellung, ob im Einzelfall eine substanzielle Veränderung der Faktenlage oder aber lediglich eine - im revisionsrechtlichen Kontext unbeachtliche (Urteil [des Bundesgerichts] 8C_972/2009 vom 27. Mai 2010 E. 3.2, nicht publ. in: BGE 136 V 216, aber in: SVR 2011 IV Nr. 1 S. 1) - abweichende Beurteilung eines im Wesentlichen gleich gebliebenen Sachverhalts vorliegt, tatsächlichen Charakter (Urteil [des Bundesgerichts] 8C_475/2012 vom 25. Oktober 2012 E. 3). Ist die Vorinstanz somit gestützt auf eine willkürfreie Würdigung von Beweisen und konkreten Umständen und in Anwendung des zutreffenden Beweismasses zum Schluss gelangt, dass ein Sachverhalt als erstellt angesehen werden kann, ist das Bundesgericht an dieses Beweisergebnis grundsätzlich gebunden (vgl. BGE 122 III 219 E. 3 S. 220 ff., insb. E. 3b in fine S. 223; Urteile [des Bundesgerichts] 8C_133/2012 vom 11. Mai 2012 E. 2.2 und 9C_149/2009 vom 14. Juli 2009 E. 3.2.3, in: SVR 2009 IV Nr. 57 S. 177).
3. 3.1 Die in Rechtskraft erwachsene Befristung der mit Verfügung der Beschwerdegegnerin vom 29. September 2004 zugesprochenen ganzen Rente gründete zur Hauptsache auf der Beurteilung der Ärzte der Rehaklinik E._, in welcher sich der Beschwerdeführer vom 27. August bis 1. Oktober 2003 aufgehalten hatte (Austrittsbericht vom 30. September 2003). Danach litt der Versicherte als Folgen der am 18. Juli 2002 erlittenen Autofrontalkollision an einer milden traumatischen Hirnverletzung bei Schädelkontusion links, einer Distorsion der Halswirbelsäule (HWS) und an Kontusionen beider Knie, rechts mehr als links, sowie des linken Oberarms; ferner wurden persistierende Kopfschmerzen/Druckgefühl, von der Stirn beidseits nach okzipital ausstrahlend, in unterschiedlicher Intensität, schmerzbedingte Interferenzen mit Aufmerksamkeitsprozessen, schmerzbedingte Einschränkungen der Dauer-Belastbarkeit sowie Schlafstörungen festgehalten. Die bei Eintritt bescheinigte 100 %ige Arbeitsunfähigkeit wurde unfallkausal und somatisch ab 2. Oktober 2003 als wieder vollständig hergestellt eingestuft. Die kognitiven Funktionen des mit einem Antirheumatikum behandelten Beschwerdeführers hätten sich aus neuropsychologischer Sicht weitestgehend erholt, wobei den insgesamt guten Befunden eine subjektiv eingeschränkte Belastbarkeit gegenüberstehe.
Auf erneute Anmeldung des Beschwerdeführers Ende November 2008 hin veranlasste die Beschwerdegegnerin u.a. die Abfassung eines auf internistischen, rheumatologischen und psychiatrischen Untersuchungen beruhenden Gutachtens durch die Abklärungsstelle X._, welches vom 27. April 2010 datiert. Es wurden dabei folgende Diagnosen mit Einfluss auf die Arbeitsfähigkeit gestellt: Chronisches zervikovertebrales Schmerzsyndrom mit ausgeprägten muskulären Verspannungen nuchal und inkonstanten HWS-Beweglichkeitseinschränkungen, schweren mehrsegmentalen degenerativen HWS-Veränderungen C3-C7 mit komprimierenden Bandscheibenhernierungen (MRI vom 4. Juni 2008), Status nach HWS-Distorsion bei Autofrontalkollisionsereignis am 18. Juli 2002, einer Thoracic-outlet-Symptomatik rechts sowie einer nicht-dermatomalen Hypästhesie am rechten Arm; chronische occipito-frontale Kopfschmerzen vom Spannungstyp, teils migränieform; insertionstendopathische Schmerzen rechts gluteal mit Ausstrahlung in das rechte Bein. Die Gutachter gelangten, in erster Linie vor dem Hintergrund der degenerativen Veränderungen (in Form des oberen Achsenskeletts), zum Schluss, dass die zuletzt ausgeübte Tätigkeit als Flachdachmonteur sowie sämtliche körperlich mittelschweren und schweren Verrichtungen mit schultergürtelbelastender Charakteristik nicht mehr zumutbar seien. In Bezug auf leichte Verweisbeschäftigungen, die täglich stundenweise umgesetzt werden könnten, attestierten sie dem Beschwerdeführer demgegenüber eine 60 %ige Leistungsfähigkeit. Mit Stellungnahme vom 18. August 2010 befand der RAD nach Zusammentragung und Auswertung der medizinischen Akten, dass sich die Diagnosen mit Einfluss auf das Leistungsvermögen und die entsprechenden Befunde zwischen 2003 und 2010 nicht massgeblich verändert hätten; es handle sich dabei lediglich um eine - invalidenversicherungsrechtlich nicht zu beachtende - andere Beurteilung des prinzipiell gleich gebliebenen Gesundheitszustandes. Daher habe die Einschätzung der Rehaklinik E._, die der rechtskräftigen Verfügung der Beschwerdegegnerin vom 29. September 2004 zugrunde gelegen habe, nach wie vor Gültigkeit.
Auf erneute Anmeldung des Beschwerdeführers Ende November 2008 hin veranlasste die Beschwerdegegnerin u.a. die Abfassung eines auf internistischen, rheumatologischen und psychiatrischen Untersuchungen beruhenden Gutachtens durch die Abklärungsstelle X._, welches vom 27. April 2010 datiert. Es wurden dabei folgende Diagnosen mit Einfluss auf die Arbeitsfähigkeit gestellt: Chronisches zervikovertebrales Schmerzsyndrom mit ausgeprägten muskulären Verspannungen nuchal und inkonstanten HWS-Beweglichkeitseinschränkungen, schweren mehrsegmentalen degenerativen HWS-Veränderungen C3-C7 mit komprimierenden Bandscheibenhernierungen (MRI vom 4. Juni 2008), Status nach HWS-Distorsion bei Autofrontalkollisionsereignis am 18. Juli 2002, einer Thoracic-outlet-Symptomatik rechts sowie einer nicht-dermatomalen Hypästhesie am rechten Arm; chronische occipito-frontale Kopfschmerzen vom Spannungstyp, teils migränieform; insertionstendopathische Schmerzen rechts gluteal mit Ausstrahlung in das rechte Bein. Die Gutachter gelangten, in erster Linie vor dem Hintergrund der degenerativen Veränderungen (in Form des oberen Achsenskeletts), zum Schluss, dass die zuletzt ausgeübte Tätigkeit als Flachdachmonteur sowie sämtliche körperlich mittelschweren und schweren Verrichtungen mit schultergürtelbelastender Charakteristik nicht mehr zumutbar seien. In Bezug auf leichte Verweisbeschäftigungen, die täglich stundenweise umgesetzt werden könnten, attestierten sie dem Beschwerdeführer demgegenüber eine 60 %ige Leistungsfähigkeit. Mit Stellungnahme vom 18. August 2010 befand der RAD nach Zusammentragung und Auswertung der medizinischen Akten, dass sich die Diagnosen mit Einfluss auf das Leistungsvermögen und die entsprechenden Befunde zwischen 2003 und 2010 nicht massgeblich verändert hätten; es handle sich dabei lediglich um eine - invalidenversicherungsrechtlich nicht zu beachtende - andere Beurteilung des prinzipiell gleich gebliebenen Gesundheitszustandes. Daher habe die Einschätzung der Rehaklinik E._, die der rechtskräftigen Verfügung der Beschwerdegegnerin vom 29. September 2004 zugrunde gelegen habe, nach wie vor Gültigkeit.
3.2 3.2.1 Die im vorinstanzlichen Entscheid eingehend erläuterte Sichtweise, wonach sich die in beiden ärztlichen Berichterstattungen wiedergegebenen Diagnosen grösstenteils entsprechen bzw. die betreffenden klinischen Befunde ähnlich sind und im Rahmen der Expertise der Abklärungsstelle X._ lediglich detaillierter aufgeführt werden, erweist sich angesichts der beschriebenen medizinischen Sachlage als nachvollziehbar, jedenfalls aber nicht als offensichtlich unrichtig. Insbesondere hat sich das kantonale Gericht gestützt auf die Argumentationslinie des RAD vom 18. August 2010 auch vertieft mit der Frage befasst - und überzeugend bejaht -, ob die Folgerungen der Abklärungsstelle X._, namentlich in Bezug auf die dem Versicherten verbliebene Arbeitsfähigkeit, nur Ausdruck einer abweichenden Beurteilung des im Wesentlichen identischen Sachverhalts darstellten.
3.2.2 Die in der Beschwerde vorgebrachten Einwendungen vermögen an diesem Ergebnis nichts zu ändern. Entgegen den Ausführungen des Versicherten ist die Aussage des Dr. med. M._, Facharzt für orthopädische Chirurgie FMH, in dessen Bericht vom 15. Juli 2009, wonach die letzte Röntgenaufnahme (MRI vom 4. Juni 2008) die bei der aktuellen Diagnose beschriebenen degenerativen Veränderungen zeige (u.a. ausgeprägte degenerative Veränderungen der mittleren und unteren HWS) und ein im Vergleich mit dem MRI von 2004 unveränderter Befund bestehe, durchaus mit der Vorinstanz in dem Sinne zu verstehen, dass sich diesbezüglich seit der befristeten Rentenzusprechung keine erhebliche Verschlechterung eingestellt hat. Ebenso hatten die begutachtenden Ärzte der Abklärungsstelle X._ dargetan, dass radiomorphologisch ausgeprägte degenerative Veränderungen im MRI 2008 zu bestätigen seien, diese aber eindrucksmässig im Vergleich zu 2004 vor allem auf Höhe C5/6 eher etwas progredient verliefen, ohne aber grundsätzlich neue segmentale Involvierungen zu beinhalten oder mit beispielsweise einer neuen oder deutlich progredienteren Diskushernierung einherzugehen. Von einer willkürlichen Sachverhaltsdarstellung des kantonalen Gerichts, welches einen fortschreitenden Verlauf des Krankheitsbildes zwar nicht ausschliesst, einen solchen angesichts der vorhandenen medizinischen Unterlagen aber im vorliegend massgeblichen Vergleichszeitraum verneint, kann nicht die Rede sein. Ist folglich von weitestgehend kongruenten Schmerzangaben und Befunden anlässlich der ersten und der derzeitigen Leistungsprüfung auszugehen, basiert die im Gutachten der Abklärungsstelle X._ auf 60 % festgelegte Restarbeitsfähigkeit allein auf einer unter revisionsrechtlichen Gesichtspunkten unerheblichen unterschiedlichen Beurteilung des an sich gleich gebliebenen Sachverhalts. Die Auffassung des Beschwerdeführers, das Invalideneinkommen sei auf der Grundlage einer um 40 % reduzierten Arbeitsfähigkeit festzulegen, entbehrt daher einer tauglichen Begründung. In Anbetracht der im Übrigen unbestritten gebliebenen erwerblichen Invaliditätsbemessungsfaktoren bleibt es demnach bei der vorinstanzlichen Feststellung, dass in der relevanten Zeitspanne keine rentenbegründende Veränderung des Gesundheitszustandes eingetreten ist.
4. 4.1 Die offensichtlich unbegründete Beschwerde wird im vereinfachten Verfahren nach Art. 109 Abs. 2 lit. a BGG - ohne Durchführung eines Schriftenwechsels, mit summarischer Begründung und unter Verweis auf den kantonalen Entscheid (Art. 102 Abs. 1 und Art. 109 Abs. 3 BGG) - abgewiesen.
4.2 Ausgangsgemäss sind die Gerichtskosten dem Beschwerdeführer aufzuerlegen (Art. 65 Abs. 4 lit. a und Art. 66 Abs. 1 Satz 1 BGG). Seinem Gesuch um unentgeltliche Prozessführung und Verbeiständung kann infolge Aussichtslosigkeit der Rechtsvorkehr nicht stattgegeben werden (Art. 64 Abs. 1 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen.
2. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird abgewiesen.
3. Die Gerichtskosten von Fr. 500.- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
4. Dieses Urteil wird den Parteien, dem Versicherungsgericht des Kantons Solothurn und dem Bundesamt für Sozialversicherungen schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 4. Februar 2013
Im Namen der I. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Die Präsidentin: Leuzinger
Die Gerichtsschreiberin: Fleischanderl