Das Bundesgericht zieht in Erwägung:
1. Das Obergericht des Kantons Zürich sprach den Beschwerdeführer am 3. Juli 2012 der versuchten sexuellen Nötigung sowie der Gefährdung des Lebens schuldig und bestrafte ihn mit 39 Monaten Freiheitsstrafe. Das Gericht ordnete eine ambulante Behandlung im Sinne von Art. 63 StGB an. Der Beschwerdeführer wurde verpflichtet, der Beschwerdegegnerin 2 Fr. 15'000.-- als Genugtuung zu bezahlen.
Der Beschwerdeführer ficht das Urteil des Obergerichts vollumfänglich an.
2. Als versuchte sexuelle Nötigung wird dem Beschwerdeführer vorgeworfen, er habe der Beschwerdegegnerin 2 gesagt, er werde sie in Zukunft in Ruhe lassen, wenn sie einmal im Monat mit ihm schlafe. Ansonsten werde er ihr weiter nachstellen (angefochtener Entscheid S. 10).
Demgegenüber behauptet der Beschwerdeführer wie schon vor der Vorinstanz, er habe die Beschwerdegegnerin 2 nicht "wegen sexuellen Neigungen angegriffen", sondern es sei um Geld gegangen (Beschwerde S. 1). Er vermag indessen nicht darzulegen, inwieweit die Beweiswürdigung der Vorinstanz, die auf die Schilderung der Beschwerdegegnerin 2 abstellte, offensichtlich unrichtig im Sinne von Art. 97 Abs. 1 BGG bzw. willkürlich im Sinne von Art. 9 BV sein könnte.
3. Als Gefährdung des Lebens wird dem Beschwerdeführer vorgeworfen, er habe die Beschwerdegegnerin 2 mit einem Küchenmesser verfolgt, worauf sie zu Boden gefallen sei. Darauf habe er sich auf sie gekniet und ihr das Messer im Abstand von ungefähr zehn Zentimetern an den Hals gehalten. Er sei dabei unter anderem wegen seiner Alkoholisierung von mindestens 1,42 Gewichtspromillen nicht in der Lage gewesen zu kontrollieren, welche Verletzungen sich die sich wehrende Beschwerdegegnerin 2 hätte zuziehen können.
Es kann auf die Ausführungen der Vorinstanz verwiesen werden (vgl. angefochtenen Entscheid S. 11 - 16). Inwieweit diese willkürlich sein oder gegen das Recht im Sinne von Art. 95 BGG verstossen könnten, ergibt sich aus der Beschwerde nicht und ist auch nicht ersichtlich. Da dem Beschwerdeführer keine versuchte Körperverletzung vorgeworfen wird, geht sein Vorbringen, er habe die Beschwerdegegnerin 2 nicht verletzen wollen (Beschwerde S. 1), an der Sache vorbei. Der Schuldspruch wegen Gefährdung des Lebens ist nicht zu beanstanden.
4. In Bezug auf die ambulante Behandlung kann ebenfalls auf die Ausführungen der Vorinstanz verwiesen werden (vgl. angefochtenen Entscheid S. 24/25). Ob der Beschwerdeführer die Massnahme selber gewünscht hat, was er vor Bundesgericht bestreitet (Beschwerde S. 2), ist unerheblich.
5. In Bezug auf die Höhe der Genugtuung stellt die Vorinstanz fest, die jahrelangen Nachstellungen des Beschwerdeführers, die schliesslich in der Bedrohung mit einem Messer gipfelten, hätten für die Beschwerdegegnerin 2 eine schwere seelische Unbill bedeutet (angefochtener Entscheid S. 26). Was daran gegen das Recht verstossen könnte, ergibt sich aus der Beschwerde nicht und ist auch nicht ersichtlich. Das Vorbringen des Beschwerdeführers, die Summe sei genau an diejenige angepasst worden, welche die Beschwerdegegnerin 2 ihm schulde (Beschwerde S. 2), ist abwegig.
6. Schliesslich erhebt der Beschwerdeführer verschiedene Vorwürfe gegen seinen früheren Anwalt (vgl. Beschwerde S. 3/4). Es ist indessen nicht ersichtlich, dass er im kantonalen Verfahren nicht hinreichend verteidigt worden wäre.
7. Die Beschwerde ist im Verfahren nach Art. 109 BGG abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist. Bei diesem Ausgang sind die Gerichtskosten dem Beschwerdeführer aufzuerlegen. Soweit er auf seine finanzielle Lage verweist (Beschwerde S. 4 unten), kann dies als Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege angesehen werden. Das Gesuch ist indessen in Anwendung von Art. 64 BGG abzuweisen, weil die Rechtsbegehren aussichtslos erschienen. Der finanziellen Lage ist bei der Bemessung der Gerichtskosten Rechnung zu tragen (Art. 65 Abs. 2 BGG). Der Beschwerdegegnerin 2 ist keine Entschädigung auszurichten, weil sie vor Bundesgericht keine Umtriebe hatte.
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, 15. Oktober 2012
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Mathys
Der Gerichtsschreiber: C. Monn