Sachverhalt:
A. Am 8. November 2008, um 01.40 Uhr, ereignete sich auf der Aarauerstrasse in Schönenwerd ein Verkehrsunfall. Das von X._ mit stark übersetzter Geschwindigkeit gelenkte Fahrzeug prallte in das aus der Gegenrichtung kommende, nach links abbiegende Automobil von F.D._. Dieser wurde leicht, seine Beifahrerin schwer verletzt, während die auf dem Rücksitz mitfahrende C.A._ tödliche Verletzungen erlitt. Beim Aufprall wies das Fahrzeug von X._ eine Geschwindigkeit von 101-116 km/h auf.
X._, Y._ und Z._ wird vorgeworfen, am 8. November 2008 durch konkludentes Handeln - schnelles Hintereinanderfahren mit ungenügenden Abständen, gegenseitiges Überholen und Überholen von unbeteiligten Fahrzeugen - gemeinsam den Entschluss gefällt zu haben, mit ihren Fahrzeugen so schnell wie möglich von Aarau nach Schönenwerd zu fahren. Auf dieser Strecke sollen sie mehrfach die allgemeine Höchstgeschwindigkeit missachtet haben (im Bereich Schachen in Aarau 100-120 km/h statt der erlaubten 50 km/h, auf der Haupt- bzw. Aarauerstrasse zwischen Wöschnau und Schönenwerd mindestens 117-135 km/h statt der erlaubten 80 km/h sowie bei der Ortseinfahrt Schönenwerd mindestens 116-129 km/h statt der erlaubten 50 km/h). Sie hätten auch die aufgrund der Geschwindigkeit, der Strassen- sowie der Sicht- und Witterungsverhältnisse erforderlichen Abstände nicht eingehalten.
B. B.a Das Amtsgericht Olten-Gösgen erklärte Z._ am 26. Oktober 2010 schuldig der mehrfachen groben und der einfachen Verletzung der Verkehrsregeln. Zudem sprach es ihn schuldig der Verletzung der Verkehrsregeln durch Missachten der Höchstgeschwindigkeit, Verursachen vermeidbaren Lärms und Nichttragen der Sicherheitsgurte (begangen am 4. Oktober 2008 in Aarau). Von den Vorwürfen der vorsätzlichen (evtl. fahrlässigen) Tötung und schweren sowie einfachen Körperverletzung, der mehrfachen groben Verletzung der Verkehrsregeln (Missachten der zulässigen Höchstgeschwindigkeit ausserorts auf dem Allmendweg in Aarau und innerorts eingangs Schönenwerd) und des pflichtwidrigen Verhaltens nach einem Verkehrsunfall sprach es ihn frei. Es verurteilte Z._ zu einer Freiheitsstrafe von 28 Monaten und zu einer Busse von Fr. 300.--. Den unbedingten Teil der Freiheitsstrafe setzte es auf acht, den bedingten auf 20 Monate (bei einer Probezeit von drei Jahren) fest. Im gleichen Entscheid sprach das Amtsgericht die Verurteilungen von X._ und Y._ aus. Sodann befand es über die Zivilforderungen und die übrigen Nebenpunkte.
Gegen dieses Urteil erhoben X._, Y._ und Z._ Appellation, welcher sich die Oberstaatsanwaltschaft des Kantons Solothurn anschloss.
B.b Das Obergericht des Kantons Solothurn erklärte Z._ am 22. März 2012 schuldig der fahrlässigen Tötung, der fahrlässigen schweren und einfachen Körperverletzung, der mehrfachen groben Verletzung der Verkehrsregeln (Missachten der allgemeinen Höchstgeschwindigkeit ausserorts zwischen Wöschnau und Schönenwerd; Überholen auf unübersichtlicher Strecke zwischen Wöschnau und Schönenwerd; ungenügender Abstand zwischen Wöschnau und Schönenwerd) sowie der mehrfachen einfachen Verletzung von Verkehrsregeln (mehrfaches Missachten der allgemeinen Höchstgeschwindigkeit innerorts am 4. Oktober 2008 und am 8. November 2008 in Aarau). Überdies sprach das Obergericht Z._ schuldig der Verkehrsregelverletzung wegen Nichttragens der Sicherheitsgurte und Verursachens vermeidbaren Lärms, begangen am 4. Oktober 2008 in Aarau. Vom Vorwurf der groben Verkehrsregelverletzung (Missachten der allgemeinen Höchstgeschwindigkeit innerorts in Schönenwerd) sowie vom Vorwurf des pflichtwidrigen Verhaltens nach Unfall sprach es ihn frei. Das Obergericht verurteilte Z._ zu einer Freiheitsstrafe von 36 Monaten und zu einer Busse von Fr. 300.--. Den unbedingten Teil der Strafe setzte es auf 12, den bedingten auf 24 Monate fest (bei einer Probezeit von vier Jahren). Zugleich sprach das Obergericht die Verurteilungen von X._ und Y._ aus. Sodann befand es über die Zivilforderungen und die übrigen Nebenpunkte.
C. Z._ erhebt Beschwerde in Strafsachen. Er beantragt, das Urteil des Obergerichts sei aufzuheben. Er sei von den Vorwürfen der fahrlässigen Tötung und schweren sowie einfachen Körperverletzung freizusprechen. Er sei wegen mehrfacher grober Verletzung der Verkehrsregeln (begangen am 8. November 2008 zwischen Wöschnau und Schönenwerd) sowie mehrfacher einfacher Verletzung der Verkehrsregeln (begangen am 4. Oktober 2008 und am 8. November 2008 in Aarau) schuldig zu sprechen und zu einer bedingten Geldstrafe von maximal 120 Tagessätzen zu Fr. 30.-- sowie zu einer Busse von Fr. 120.-- zu verurteilen. Die Probezeit sei auf zwei Jahre festzusetzen. Eventualiter sei die Sache zur Ausfällung einer schuldangemessenen Strafe an die Vorinstanz zurückzuweisen. Seiner Beschwerde sei die aufschiebende Wirkung zu erteilen. Ferner ersucht Z._ um Gewährung der unentgeltlichen Rechtspflege und Verbeiständung.
X._ und Y._ erheben ihrerseits Beschwerde in Strafsachen an das Bundesgericht.
Erwägungen:
1. Die Beschuldigten erheben in getrennten Eingaben teils unterschiedliche, teils dieselben Rügen, mit teilweise abweichender Begründung. Es rechtfertigt sich daher nicht, die drei Verfahren zu vereinigen.
2. 2.1 Der Beschwerdeführer rügt eine Verletzung des Anklagegrundsatzes. In der Anklageschrift sei der genaue Ort der Überholmanöver der Fahrzeuge von G._ und H._ nicht umschrieben. Die Vorinstanz verstosse mit ihrer tatsächlichen Feststellung zum Beginn des Überholvorgangs des zweiten Fahrzeugs gegen den Anklagegrundsatz (Beschwerde S. 20).
2.2 Der Anklagegrundsatz wird abgeleitet aus Art. 29 Abs. 2 und Art. 32 Abs. 2 BV sowie Art. 6 Ziff. 1 und Ziff. 3 lit. a und b EMRK. Die Anklageschrift bestimmt zum einen den Prozessgegenstand (Umgrenzungsfunktion). Gegenstand des Verfahrens können nur Sachverhalte sein, die dem Angeklagten in der Anklageschrift vorgeworfen werden. An diese Anklage ist das Gericht gebunden. Zum Schutze des Angeklagten muss das Prozessthema unverändert bleiben (Immutabilität). Zum andern vermittelt die Anklageschrift die zur Verteidigung notwendigen Informationen (Informationsfunktion). Beide Funktionen sind erfüllt, wenn die dem Angeklagten zur Last gelegten Taten in objektiver und subjektiver Hinsicht hinreichend bestimmt umschrieben werden (vgl. BGE 133 IV 235 E. 6.2 f. mit Hinweisen). Entscheidend ist, dass der Angeklagte genau weiss, was ihm konkret vorgeworfen wird. Nach konstanter Rechtsprechung des Bundesgerichts führen kleinere Ungenauigkeiten in den Orts- und Zeitangaben nicht zur Unbeachtlichkeit der Anklage (Urteile 6B_544/2012 vom 11. Februar 2013 E. 6.4.4; 6B_640/2011 vom 14. Mai 2012 E. 2.3.3; je mit Hinweisen).
2.3 Die Anklageschrift der Staatsanwaltschaft des Kantons Solothurn wirft den Beschuldigten unter anderem vor, auf der Haupt-/Aarauerstrasse zwischen Wöschnau und Schönenwerd in Fahrtrichtung Schönenwerd hintereinanderfahrend die Fahrzeuge von G._ und H._ überholt zu haben. Auf der nicht vollständig überschaubaren Strecke seien sie ständig auf der linken Strassenseite gefahren (S. 8 f. Ziff. 4.b).
2.4 Die Rüge ist unbegründet. Die Vorinstanz weicht nicht von dem in der Anklageschrift umschriebenen Sachverhalt ab, sondern konkretisiert diesen, wenn sie feststellt, X._ habe ca. 400 Meter vor dem Kollisionsort begonnen, das Fahrzeug von H._ zu überholen (Urteil S. 43). Dass sie nicht wie die erste Instanz annahm, dieses Manöver habe 600 Meter vor der Kollisionsstelle begonnen, ist eine Frage der Beweiswürdigung und stellt keine Verletzung des Anklagegrundsatzes dar. Die Verteidigungsrechte des Beschwerdeführers waren nicht beeinträchtigt.
3. 3.1 Der Beschwerdeführer macht geltend, seine Aussagen in der Einvernahme vom 9. November 2008 seien nicht verwertbar. Er sei nicht über sein Recht, einen Verteidiger zu bestellen, belehrt worden (Beschwerde S. 9 Ziff. 6.2.1.2).
3.2 Die Beschwerde in Strafsachen ist zulässig gegen Entscheide letzter kantonaler Instanzen (Art. 80 Abs. 1 BGG). Der Instanzenzug muss in der Regel nicht nur prozessual durchlaufen, sondern auch materiell erschöpft sein. Dies gilt, soweit das Bundesgericht das Recht nicht von Amtes wegen anwendet (Art. 106 Abs. 1 BGG), sondern gestützt auf Art. 106 Abs. 2 BGG das Rügeprinzip zum Tragen kommt (BGE 135 I 91 E. 2.1; 133 III 639 E. 2 mit Hinweisen).
3.3 Der anwaltlich vertretene Beschwerdeführer hat die vorgenannte Rüge im vorinstanzlichen Verfahren nicht erhoben, obwohl Anlass dazu bestand und er die Gelegenheit dazu gehabt hätte. Die erste Instanz protokollierte die Hauptvorträge der Parteien nicht und nahm deren Plädoyernotizen nicht zu den Akten. Daher lässt sich nicht überprüfen, ob der Beschwerdeführer diese Rüge vor Bundesgericht zum ersten Mal vorträgt. Dies kann aber offen bleiben. Er belegt sein Vorbringen, wonach seine damalige Verteidigerin diesen Einwand bereits vor der ersten Instanz geltend gemacht habe, nicht und legt auch nicht dar, weshalb er dies nicht tut. Dass erst der angefochtene Entscheid zur Rüge Anlass gab, führt er zu Recht nicht aus. Auf die Beschwerde ist in diesem Punkt nicht einzutreten.
4. 4.1 Der Beschwerdeführer wirft der Vorinstanz eine willkürliche Sachverhaltsfeststellung sowie Beweiswürdigung vor und macht die Verletzung des Grundsatzes "in dubio pro reo", der Begründungspflicht sowie des Anspruchs auf rechtliches Gehör geltend (Beschwerde S. 7 ff.).
4.2 Die vorinstanzliche Sachverhaltsfeststellung kann nur gerügt werden, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von Art. 95 BGG beruht und wenn die Behebung des Mangels für den Ausgang des Verfahrens entscheidend sein kann (Art. 97 Abs. 1 BGG; vgl. Art. 105 Abs. 1 und 2 BGG). Offensichtlich unrichtig ist sie, wenn sie willkürlich ist (BGE 136 II 304 E. 2.4 S. 314 mit Hinweis). Dem vom Beschwerdeführer angerufenen Grundsatz "in dubio pro reo" kommt in seiner Funktion als Beweiswürdigungsregel im Verfahren vor dem Bundesgericht keine über das Willkürverbot von Art. 9 BV hinausgehende Bedeutung zu (BGE 127 I 38 E. 2a; 124 IV 86 E. 2a; je mit Hinweisen). Die Beweiswürdigung ist willkürlich, wenn der angefochtene Entscheid offensichtlich unhaltbar ist oder mit der tatsächlichen Situation in klarem Widerspruch steht. Dass eine andere Lösung oder Würdigung ebenso vertretbar erscheint oder gar vorzuziehen wäre, genügt für die Annahme von Willkür nicht (BGE 138 I 49 E. 7.1; 134 I 140 E. 5.4; je mit Hinweisen). Willkürlich ist eine Tatsachenfeststellung, wenn der Richter den Sinn und die Tragweite eines Beweismittels offensichtlich verkennt, wenn er ein solches ohne ernsthafte Gründe ausser Acht lässt, obwohl es erheblich ist, und schliesslich, wenn er aus getroffenen Beweiserhebungen unhaltbare Schlüsse zieht (BGE 129 I 8 E. 2.1).
Die Rüge der Willkür muss präzise vorgebracht und begründet werden (Art. 106 Abs. 2 BGG). In der Beschwerde muss im Einzelnen dargelegt werden, inwiefern der angefochtene Entscheid an einem qualifizierten und offensichtlichen Mangel leidet. Auf eine rein appellatorische Kritik am angefochtenen Urteil tritt das Bundesgericht nicht ein (BGE 137 IV 1 E. 4.2.3 S. 5; 136 II 489 E. 2.8; je mit Hinweisen).
4.3 Die Vorinstanz stellt fest, nachstehende Personen seien mit folgenden Fahrzeugen von Aarau weggefahren:
[gelber] Fiat Punto GT (1.4 Turbo, 130 PS): Fahrer Y._, im Besitz des Führerausweises seit 24. Juli 2008, I._ vorne rechts und J._ hinten rechts,
[schwarzer] Audi A4 (ABT Tuning, 204 PS): X._ am Steuer, im Besitz des Führerausweises seit 7. Mai 2008 und K._ als Beifahrer,
[schwarzer] VW Golf (mind. 90 max. 112 PS): Beschwerdeführer am Steuer, im Besitz des Führerausweises seit 25. September 2008, L._ als Beifahrer, M._ hinten rechts und N._ hinten links.
Der Audi A4 sei zwar das leistungsstärkste Fahrzeug. Der Fiat Punto sei bezüglich des Leistungsgewichts (kg pro PS) aber durchaus mit dem Audi vergleichbar. Laut Gutachten sei das Leergewicht beim Audi 1'650 kg, während es beim Fiat Punto 1'075 kg betrage. Beim Audi entfielen auf 1 PS somit 8.08 kg, beim Fiat seien es 8.26 kg. Unter Berücksichtigung des Leistungsgewichts seien diese Personenwagen daher fast gleich leistungsfähig (Urteil S. 24 f.).
Die Vorinstanz hält fest, die Beschuldigten hätten zumindest konkludent die Übereinkunft getroffen, am Abend vom 8. November 2008 sehr schnell von Aarau nach Schönenwerd zu fahren. Dies ergebe sich aus folgenden nachgewiesenen Umständen: (a) Es habe zu ihren Gewohnheiten gehört, sich mit ihren Fahrzeugen zu treffen und von einem Treffpunkt zum anderen - oft auch mit übersetzter Geschwindigkeit - zu fahren. (b) Ihre Fahrweise vor dem Verkehrsunfall sei extrem gewesen. Sie seien viel zu schnell und mit ungenügendem Abstand hintereinander gefahren. Sie hätten sich einmal gegenseitig überholt und hätten kurz vor der Unfallstelle gemeinsam, mit massiver Geschwindigkeitsüberschreitung, bei unübersichtlichem Strassenverlauf zwei Fahrzeuge in einem Zug überholt. (c) Dass 400 Meter vor der Kollisionsstelle, mithin nur noch rund 270 Meter vor dem Innerortsbereich, ein Überholmanöver gestartet worden sei, das alle drei durchgezogen hätten, zeige, dass der Beschwerdeführer erst im allerletzten Moment abgebremst habe. Sie seien kurz vor dem Zusammenprall mit rund 120 km/h unterwegs gewesen. Daraus gehe mit aller Deutlichkeit hervor, in welch zeitlicher und örtlicher Nähe zur Kollision die gemeinsame Raserfahrt stattgefunden habe. Der Beschwerdeführer habe sich erst unmittelbar vor der Kollision zurückgezogen. Die Lenker der beiden Fahrzeuge, die kurz vor der Dorfeinfahrt überholt worden seien, hätten die Fahrt als Rennen wahrgenommen. Die Übereinkunft, in knappem Abstand mit sehr hoher Geschwindigkeit zum nächsten Treffpunkt zu fahren, um zu demonstrieren, wie schnell das eigene Fahrzeug sei und wie gut die Fahrkünste seien, habe - insbesondere bei 18- bis 19-jährigen Männern (wie den Beschuldigten) mit einer Schwäche für schnelle Automobile - eine ausserordentlich stimulierende Wirkung. Das Fahrzeug von X._ habe nur solange davonziehen können, wie dasjenige des Beschwerdeführers dazwischen gewesen sei. Nach Wöschnau habe der Personenwagen von Y._ richtiggehend am Heck des vorausfahrenden Kollegen "geklebt". Es sei regelrecht um ein Kräftemessen gegangen (Urteil S. 28 und S. 75 f. E. 3).
4.4 Der Beschwerdeführer macht geltend, eine willkürfreie Würdigung der Aussagen, insbesondere derjenigen von X._, ergäben, dass dieser nicht gewusst habe, dass er damals hinter ihm gefahren sei. Auch ein Treffen im S._ sei nicht nachgewiesen (Beschwerde S. 8-10). Auf diese Vorbringen ist nicht einzutreten, soweit der Beschwerdeführer den vorinstanzlichen Schlussfolgerungen lediglich seine Sicht der Dinge gegenüberstellt. Darüber hinaus weist er nicht nach, dass die Beweiswürdigung der Vorinstanz offensichtlich unhaltbar ist. Diese hält fest, die Aussagen von X._, er kenne den Beschwerdeführer zwar, es sei ihm aber nicht aufgefallen, dass er ihnen gefolgt sei, stünden im Widerspruch zu denjenigen der anderen Beteiligten und seien nicht glaubhaft. Bei der Polizei habe der Beschwerdeführer ausgesagt, X._ habe ihn vor der Fahrt nach Schönenwerd angerufen. Daraufhin seien Y._ und X._ ins S._ gekommen, um ihn abzuholen. An der staatsanwaltschaftlichen Einvernahme habe der Beschwerdeführer seine Aussagen insofern widerrufen, als er gesagt habe, sie hätten telefoniert, bevor sie sich getroffen hätten. Es treffe aber zu, dass er ab dem S._ hinter X._ in Richtung Schönenwerd gefahren sei. Auch Y._ habe angegeben, ab dem S._ sei der Beschwerdeführer mit ihnen gefahren. Sie hätten sich dort getroffen und abgemacht, nach Schönenwerd zu fahren. V._s Aussagen untermauerten dies (Urteil S. 29 E. 4b).
4.5 Die Vorinstanz gelangt willkürfrei zum Schluss, die Angaben von X._ zum Beschwerdeführer seien nicht glaubhaft. Dieser vermöge durch den Hinweis auf die Aussagen von X._ (Beschwerde S. 12 Ziff. 6.2.3.4 und Ziff. 6.2.4; kantonale Akten 10.1.1/012 unten), nicht aufzuzeigen, dass er nicht zur Gruppe um die Mitbeschuldigten gehört habe. Die vorinstanzliche Feststellung stützt sich auf Zeugenaussagen. So erklärte der Bruder des Beschwerdeführers, im S._ seien die Kollegen mit dem Punto und dem Audi dazu gestossen. Auch der Mitfahrer des Beschwerdeführers, M._, führte aus, sie seien Kollegen und würden sich im S._ oder in Schönenwerd beim T._ oder am U._ treffen. Am fraglichen Abend hätten sie weitere Kollegen getroffen. Gemäss V._ seien Y._ mit dem Punto und X._ mit dem Audi da gewesen (Urteil S. 26).
4.6 Der Beschwerdeführer wendet ein, die Feststellung der Vorinstanz, es habe zu den Gewohnheiten der Beschuldigten gehört, sich mit ihren Fahrzeugen zu treffen und von einem Treffpunkt zum anderen - oft auch mit übersetzter Geschwindigkeit - zu fahren, sei willkürlich (Beschwerde S. 10-12 Ziff. 6.2.3).
Die Rüge ist unbegründet, soweit darauf eingetreten werden kann. Die Vorinstanz erachtet es als erstellt, dass die Beschuldigten zu einer Gruppe gehörten, die sich regelmässig und an verschiedenen Orten mit ihren Fahrzeugen traf (Urteil S. 28). Sie weist darauf hin, sowohl X._ als auch I._ hätten die schnelle Fahrweise bestätigt. Ausserdem lässt sich den zusammengefassten Aussagen im angefochtenen Entscheid mühelos entnehmen, dass sich die Vorinstanz auf die Angaben des Zeugen O._ bezieht (Urteil S. 24-28). Insofern verletzt sie weder ihre Begründungspflicht noch verfällt sie in Willkür. Die Vorbringen des Beschwerdeführers zu den Aussagen von O._ bzw. deren Zusammenfassung im angefochtenen Entscheid erschöpfen sich in einer unzulässigen appellatorischen Kritik (Beschwerde S. 11 Ziff. 6.2.3.2).
4.7 Indem der Beschwerdeführer argumentiert, er habe bei einem Kräftemessen nicht mitgemacht, weil dies mit dem von ihm gelenkten, leistungsschwachen Fahrzeug mit den zusätzlichen Insassen sinnlos gewesen wäre (Beschwerde S. 12 f. Ziff. 6.2.6 f.), vermag er keine Willkür bzw. Verletzung der Unschuldsvermutung aufzuzeigen. Gleich verhält es sich, soweit er geltend macht, ihm könne bei der besagten Fahrt kein gegenseitiges Überholen nachgewiesen werden (Beschwerde S. 13 Ziff. 6.2.8). Dies behauptet die Vorinstanz nicht (Urteil S. 34 ff. und S. 53 E. 8). Hingegen stellt sie fest, die Beschuldigten seien auf der Strecke kurz vor der Kollision durch ihre extreme Fahrweise in Erscheinung getreten und hätten bei den Lenkern der überholten Fahrzeuge den Eindruck erweckt, sie würden sich ein Rennen liefern. Sie hätten rund 740 Meter vor dem Kollisionspunkt mit dem Überholmanöver begonnen, seien mit weit übersetzter Geschwindigkeit (mindestens 120 km/h) dicht hintereinander (maximal 15 Meter) in einem Zug an zwei Personenwagen vorbeigefahren (Urteil S. 42 E. l). Mithin ist auch der Einwand unbehelflich, die Vorinstanz weise dem Beschwerdeführer nur einen ungenügenden Abstand zum Fahrzeug von Y._ und nicht zu demjenigen von X._ nach (Beschwerde S. 13 Ziff. 6.2.9).
4.8 Der Beschwerdeführer erörtert, inwiefern die Zeugen P._, R._ und Q._ nicht glaubwürdig seien (Beschwerde S. 13-16 Ziff. 6.2.10.1 f. und S. 16 f. Ziff. 6.2.10.3). Dabei setzt er sich aber nicht substanziiert mit den diesbezüglichen Erwägungen im angefochtenen Entscheid auseinander, auf die verwiesen werden kann (Urteil S. 29-34, S. 35 f. E. 6b und S. 41-42 E. 6k f.). Auf die Ausführungen des Beschwerdeführers ist nicht einzutreten.
4.8 Der Beschwerdeführer erörtert, inwiefern die Zeugen P._, R._ und Q._ nicht glaubwürdig seien (Beschwerde S. 13-16 Ziff. 6.2.10.1 f. und S. 16 f. Ziff. 6.2.10.3). Dabei setzt er sich aber nicht substanziiert mit den diesbezüglichen Erwägungen im angefochtenen Entscheid auseinander, auf die verwiesen werden kann (Urteil S. 29-34, S. 35 f. E. 6b und S. 41-42 E. 6k f.). Auf die Ausführungen des Beschwerdeführers ist nicht einzutreten.
4.9 4.9.1 Die Vorinstanz hält fest, die Beschuldigten hätten hintereinanderfahrend mit mindestens 120 km/h und mit einem Abstand von je maximal drei Wagenlängen das Automobil von G._ überholt. Dieses Manöver habe ca. 740 Meter vor dem Unfallort begonnen (Urteil S. 37 E. 6.b und S. 42 E. 6.l; nachfolgend: erstes Überholen).
Dies beanstandet der Beschwerdeführer nicht. Indes erachtet er die vorinstanzliche Feststellung, X._ habe ca. 400 Meter vor dem Kollisionsort begonnen, das Fahrzeug von H._ zu überholen (nachfolgend: zweites Überholen), als willkürlich. Die Vorinstanz stütze sich auf die Aussage des Überholten, wonach das Manöver beim Beginn der Lärmschutzwand gestartet habe. H._s Angaben seien aber unzutreffend und widersprüchlich. Die Vorinstanz gelange aufgrund falscher Berechnungen zu unrichtigen Feststellungen, zum Beispiel, sein Überholmanöver habe sich bis zur Innerortszone hingezogen (Beschwerde S. 17-21).
4.9.2 Die Rügen sind unbegründet. Die Vorinstanz erwägt, ausgehend von den Distanzangaben der Insassen des Fahrzeugs von G._ zum vorausfahrenden Personenwagen von H._ (100-200 Meter) sei die Annahme der ersten Instanz, das zweite Überholen habe 600 Meter vor dem Kollisionspunkt begonnen, ausgeschlossen. Als X._ beim Punkt 740 m mit dem ersten Überholen begonnen habe, hätte das Fahrzeug H._ mindestens beim Punkt 640 m (Annahme: Abstand 100 Meter) sein müssen. Bis X._ zum zweiten Personenwagen gelangt sei, hätte dieses mehr als die verbleibenden 40 Meter zurückgelegt. Diese Diskrepanzen ergäben sich auch aus der Fotodokumentation des Augenscheins. Es sei daher von der Aussage von H._ auszugehen, das zweite Überholen habe beim Beginn der Lärmschutzwand (400 Meter vor dem Kollisionspunkt) angefangen. Die Vorinstanz qualifiziert diese Angabe aufgrund der markanten Lärmschutzwand als nachvollziehbar und glaubhaft. Sie stehe auch mit den übereinstimmenden Aussagen der Insassen des nachfolgenden Fahrzeugs zur Distanz im Einklang. Diese Annahme entspreche überdies den Überholwegen. Die überholenden seien mindestens 40 km/h schneller gefahren als die überholten Personenwagen (ca. 120-130 km/h die Beschuldigten, ca. 80 km/h G._ bzw. H._) und hätten pro Sekunde somit 11 Meter mehr zurückgelegt. Wenn X._ 740 Meter vor dem Fixpunkt mit dem ersten Überholen begonnen habe, habe er (bei einem Abstand zwischen den zu überholenden Fahrzeugen von etwa 100 Metern) etwa 300 Meter bzw. 9 Sekunden benötigt, um das erste Fahrzeug zu überholen und bis zum zweiten zu gelangen. Somit habe er ca. 400 Meter vor dem Fixpunkt mit dem zweiten Überholen begonnen (Urteil S. 43).
Es ist nicht zu beanstanden, dass die Vorinstanz gestützt auf diese vertretbare Beweiswürdigung auf die tatnähere Aussage von H._ abstellt, die er an der staatsanwaltschaftlichen Einvernahme bestätigte (Urteil S. 37 f.). Es stimmt zwar, dass er an der Unfallrekonstruktion ausführte, er sei etwa 600 Meter vor dem Unfallort überholt worden. Als sich die Kollision ereignet habe, sei er etwa 400 Meter davon entfernt gewesen (kantonale Akten AS 62). Er relativierte diese Angaben vor der ersten Instanz jedoch mehrmals (erstinstanzliches Urteil S. 23 f.). Die Vorinstanz merkt an, es sei nicht ersichtlich, wie es zu diesen Distanzangaben gekommen sei (Urteil S. 39). Die vom Beschwerdeführer geltend gemachten Unstimmigkeiten in Bezug auf andere Punkte (Reihenfolge der überholenden Fahrzeuge, Nebel etc.) vermögen weder die Glaubhaftigkeit der ersten Aussage von H._ noch dessen Glaubwürdigkeit in Frage zu stellen.
Es trifft zu, dass die vorinstanzliche Feststellung, X._ habe etwa 230 Meter benötigt, um H._ zu überholen (Urteil S. 43), nicht nachvollziehbar ist und sogar unrichtig erscheint (zur Berechnung von Überholwegen: HANS GIGER, Kommentar Strassenverkehrsgesetz, 7. Auflage 2008, N. 10 f. zu Art. 35 SVG; RENÉ SCHAFFHAUSER, Grundriss des schweizerischen Strassenverkehrsrechts, Band I, 2. Auflage 2002, N. 724). Gleich verhält es sich mit den Schlussfolgerungen, X._ habe dieses Manöver ca. 170 Meter vor dem Kollisionspunkt abschliessen können und das Überholen des Beschwerdeführers habe sich bis zum Beginn der Innerortszone hingezogen (Urteil S. 43). Dies hat allerdings keinen Einfluss darauf, dass das zweite Überholen der Beschuldigten massgeblich näher am Unfallort stattfand. Mithin ist nicht ersichtlich, inwiefern eine Klarstellung dieser vorinstanzlichen Feststellungen für den Ausgang des Verfahrens entscheidend sein könnte (Art. 97 Abs. 1 BGG).
Das pauschale Vorbringen des Beschwerdeführers, die Vorinstanz übersehe, dass sie Annahmen verändere, auf denen die verkehrstechnischen Gutachten basierten (Beschwerde S. 20 f.), ist nicht geeignet, Willkür aufzuzeigen.
4.10 Insgesamt ergibt sich aus der Beschwerde nicht, inwiefern die vorinstanzliche Beweiswürdigung willkürlich oder der Grundsatz "in dubio pro reo" verletzt sein soll. Die Vorinstanz verletzt auch nicht den Anspruch auf rechtliches Gehör des Beschwerdeführers (Beschwerde S. 3 Ziff. 3, S. 7 Ziff. 6, S. 11 Ziff. 6.2.3.2, S. 16 Ziff. 6.2.10.2 und S. 19 Ziff. 6.2.10.5 [recte: 6.2.10.4]). Sie begründet ihren Entscheid hinreichend, so dass es möglich war, das vorinstanzliche Urteil sachgerecht anzufechten. Namentlich ist sie nicht verpflichtet, sich mit allen Parteistandpunkten einlässlich auseinanderzusetzen und jedes einzelne Vorbringen ausdrücklich zu widerlegen, sofern sie die für den Entscheid wesentlichen Punkte berücksichtigt (vgl. BGE 136 I 184 E. 2.2.1 mit Hinweisen).
5. Soweit sich der Beschwerdeführer gegen den Straf- und Schuldpunkt sowie die Entschädigungs- und Kostenfolgen im angefochtenen Entscheid wendet, tut er dies nur im Hinblick auf die geltend gemachte willkürliche Sachverhaltsfeststellung (Beschwerde S. 21 f.). Dass diese Punkte darüber hinaus bundesrechtswidrig seien, macht er nicht geltend. Darauf ist nicht einzutreten.
6. Die Beschwerde ist abzuweisen, soweit darauf eingetreten werden kann. Mit dem Entscheid in der Sache wird das Gesuch um aufschiebende Wirkung gegenstandslos. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung ist infolge Aussichtslosigkeit der Beschwerde abzuweisen (Art. 64 Abs. 1 und 2 BGG). Der finanziellen Lage des Beschwerdeführers ist bei der Festsetzung der Gerichtskosten Rechnung zu tragen (Beschwerde S. 22 Ziff. 12; Art. 65 Abs. 2 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung wird abgewiesen.
3. Die Gerichtskosten von Fr. 800.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
4. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Solothurn, Strafkammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 6. Mai 2013
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Mathys
Die Gerichtsschreiberin: Pasquini