Das Bundesgericht zieht in Erwägung:
1. Das Obergericht des Kantons Zürich bestrafte X._ am 12. Oktober 2012 im Berufungsverfahren gegen ein Urteil des Bezirksgerichts Bülach vom 14. Februar 2012 wegen gewerbsmässigen Diebstahls, gewerbsmässiger Hehlerei, mehrfacher Sachbeschädigung, mehrfachen Hausfriedensbruchs, Hinderung einer Amtshandlung, mehrfachen Missbrauchs von Ausweisen und Schildern, mehrfachen Fahrens ohne Führerausweis oder trotz Entzugs, mehrfachen Fahrens ohne Fahrzeugausweis, Verletzung der Verkehrsregeln, mehrfacher rechtswidriger Einreise sowie rechtswidrigen Aufenthaltes mit 40 Monaten Freiheitsstrafe, wovon 510 Tage durch Haft und vorzeitigen Strafvollzug bis zum obergerichtlichen Urteil erstanden waren, sowie einer Geldstrafe von 10 Tagessätzen zu Fr. 30.-- und einer Busse von Fr. 100.-- bzw. einer Ersatzfreiheitsstrafe von einem Tag. Der Vollzug von Freiheits- und Geldstrafe wurde nicht aufgeschoben.
X._ gelangt ans Bundesgericht und beantragt, das Strafmass sei herabzusetzen. Die Untersuchungshaft bzw. die im Strafvollzug verbrachte Haftzeit seien vollumfänglich anzurechnen.
2. Gemäss Art. 47 Abs. 1 StGB misst das Gericht die Strafe nach dem Verschulden des Täters zu. Es berücksichtigt das Vorleben, die persönlichen Verhältnisse und die Wirkung der Strafe auf das Leben des Täters. Die Bewertung des Verschuldens richtet sich gemäss Abs. 2 derselben Bestimmung nach der Schwere der Verletzung oder der Gefährdung des betroffenen Rechtsgutes, nach der Verwerflichkeit des Handelns, den Beweggründen und Zielen des Täters sowie danach, wie weit er nach den inneren und äusseren Umständen in der Lage war, die Gefährdung oder Verletzung zu vermeiden. Es liegt im Ermessen des Sachrichters, in welchem Umfang er den verschiedenen Strafzumessungsfaktoren Rechnung trägt. Das Bundesgericht greift nur ein, wenn die Vorinstanz den gesetzlichen Strafrahmen über- oder unterschritten hat, wenn sie von rechtlich nicht massgebenden Kriterien ausgegangen ist oder wesentliche Gesichtspunkte ausser Acht gelassen bzw. in Überschreitung oder Missbrauch ihres Ermessens falsch gewichtet hat (BGE 136 IV 55 E. 5.4, 5.6; 134 IV 17 E. 2.1 mit Hinweisen).
Die kantonalen Richter haben sich ausführlich zur Strafzumessung geäussert, worauf hier verwiesen werden kann (vgl. angefochtenen Entscheid S. 6-17 E. III mit Hinweis auf das Urteil des Bezirksgerichts Bülach).
2.1 Die Vorinstanz billigt dem Beschwerdeführer keine Strafmilderungsgründe zu. Insbesondere sei Art. 48 lit. d StGB nicht anwendbar, weil er den Schaden nur anerkannt, nicht aber ersetzt habe (angefochtener Entscheid S. 14). Nach Auffassung des Beschwerdeführers ist bereits bei einer Anerkennung des Schadens aufrichtige Reue anzunehmen (Beschwerde Ziff. 4). Dies trifft nicht zu, denn mit der blossen Anerkennung des Schadens hat der Täter noch keine besonderen Einschränkungen auf sich genommen und damit keinen greifbaren Beweis seiner Reue erbracht.
2.2 Die Vorinstanz hält fest, der mangelnde Respekt vor fremdem Eigentum sei im Falle des Beschwerdeführers tatimmanent und deshalb für die Verschuldensbemessung irrelevant (angefochtener Entscheid S. 15). Es trifft somit nicht zu, dass sie diesen Umstand strafschärfend gewichtet hätte (Beschwerde Ziff. 5).
2.3 Der Beschwerdeführer rügt, die Vorinstanz habe aus dem Umstand, dass er nur in Geschäftsräumlichkeiten eingedrungen sei, in welchen sich zur Tatzeit keine Personen aufhielten und für die in der Regel eine Versicherung gegen Diebstahl bestehe, nicht die richtigen Schlüsse gezogen (Beschwerde Ziff. 6). Die Vorinstanz hat indessen die Vorstellung, der Beschwerdeführer habe seine Taten aus altruistischen Gründen in Geschäftsliegenschaften verübt, zu Recht als lebensfremd verworfen (angefochtener Entscheid S. 10/11).
2.4 Dem Beschwerdeführer wird ein Deliktsbetrag von Fr. 160'000.-- zur Last gelegt (angefochtener Entscheid S. 9). Das Vorbringen, es seien zwei Fahrzeuge "unbeschadet wieder sichergestellt" worden (Beschwerde Ziff. 6), ändert am Deliktsbetrag nichts. Dass ein Teil des Diebesguts wieder sichergestellt werden kann, wirkt sich nicht zu Gunsten des Diebes aus.
2.5 Bei den Benzin- bzw. Treibstoffdiebstählen wurde der Beschwerdeführer von Kameras an den Tankstellen fotografiert oder gefilmt. Seiner Auffassung nach hätte sein Vorgehen deshalb nicht als dreist, sondern als unbedacht eingestuft werden müssen (Beschwerde Ziff. 7). Die Vorinstanz stellt fest, er sei nach einer Flucht aus der Haft polizeilich gesucht worden und habe trotzdem jeweils mit gestohlenen Fahrzeugen bzw. Kennzeichen in der Absicht, nicht zu bezahlen, teilweise mehrfach an denselben Tankstellen getankt, obwohl die Orte mit Video überwacht wurden (angefochtener Entscheid S. 11). Ein solches Verhalten ist jedenfalls bei einem Täter mit normalen intellektuellen Fähigkeiten als dreist zu bezeichnen.
2.6 Entgegen der Darstellung in der Beschwerde stellt die Vorinstanz fest, dass der direkte Vorsatz keinen Straferhöhungsgrund darstellt (angefochtener Entscheid S. 11). Die Rüge des Beschwerdeführers (Beschwerde Ziff. 8) ist gegenstandslos.
2.7 Die Vorinstanz geht davon aus, dass den Beschwerdeführer keine existenzielle Not zu seinen Taten getrieben hat (angefochtener Entscheid S. 12). Soweit er das Gegenteil behauptet (Beschwerde Ziff. 8), legt er nicht dar, dass und inwieweit die Annahme der Vorinstanz offensichtlich unrichtig im Sinne von Art. 97 Abs. 1 BGG bzw. willkürlich im Sinne von Art. 9 BV wäre. Bei der von ihr festgestellten Sachlage stellt sie zu Recht fest, dass der Beschwerdeführer aus finanziellen Gründen handelte.
2.8 Der Beschwerdeführer rügt, die Vorinstanz habe sein Geständnis nicht hinreichend berücksichtigt (Beschwerde Ziff. 9). Diese stellt fest, er habe immer nur das zugegeben, was ihm vorgehalten und anhand von weiteren Beweismitteln nachgewiesen werden konnte (angefochtener Entscheid S. 14). Davon, dass er alle Vorwürfe von Anfang an anstandslos bestätigt hätte, kann folglich nicht die Rede sein. Die von der Vorinstanz vorgenommene Strafreduktion um einen Sechstel (angefochtener Entscheid S. 15) ist nicht zu beanstanden.
3. Der Beschwerdeführer beantragt, die seit dem 21. Mai 2011 erstandene Haft sei auf die Dauer der Freiheitsstrafe anzurechnen (Beschwerde Ziff. 10). Am 21. Mai 2011 wurde er verhaftet (angefochtener Entscheid S. 5). Die Vorinstanz stellt fest, anzurechnen seien 510 Tage bereits erstandener Haft, wobei sich der Beschwerdeführer seit dem 9. November 2011 im vorzeitigen Strafvollzug befinde (angefochtener Entscheid S. 16). Somit wurde auch die vor dem vorzeitigen Strafantritt seit dem 21. Mai 2011 verbüsste Haft angerechnet. Der angefochtene Entscheid verletzt auch in diesem Punkt kein Bundesrecht.
4. Die Beschwerde ist im Verfahren nach Art. 109 BGG abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege ist in Anwendung von Art. 64 BGG abzuweisen, weil die Rechtsbegehren aussichtslos erschienen. Der finanziellen Lage des Beschwerdeführers ist bei der Bemessung der Gerichtskosten Rechnung zu tragen (Art. 65 Abs. 2 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird abgewiesen.
3. Die Gerichtskosten von Fr. 800.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
4. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Zürich, II. Strafkammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 11. Januar 2013
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Mathys
Der Gerichtsschreiber: Monn