Sachverhalt:
A. Die Bezirksanwaltschaft Zürich erhob am 31. Mai 1990 gegen den italienischen Staatsangehörigen X._ Anklage wegen Verweisungsbruchs und Vergehens gegen das Bundesgesetz über Aufenthalt und Niederlassung der Ausländer (ANAG; in Kraft bis 31.12.2007). X._ wies 21 - mit einer Ausnahme einschlägige - Vorstrafen auf und war jeweils wegen Einreisens ohne gültigen Ausweis und/oder Missachtung der gegen ihn bestehenden Landesverweisung bestraft worden. Nach dem damaligen ärztlichen Gutachten stellten die zahlreichen illegalen Grenzüberschreitungen psychotische Handlungen dar, für welche er als unzurechnungsfähig angesehen werden musste. Das Bezirksgericht Zürich sprach ihn mit Urteil vom 11. Oktober 1990 wegen Schuldunfähigkeit von den Vorwürfen frei und wies ihn im Sinne von aArt. 43 Ziff. 1 Abs. 1 StGB in eine Pflegeanstalt ein. In der Folge hielt er sich bis Mitte des Jahres 2000 im Psychiatriezentrum Rheinau auf und trat danach in das Wohnheim Tilia über, wo er bis heute weilt.
B. Das Amt für Justizvollzug des Kantons Zürich hob die stationäre Massnahme mit Verfügung vom 1. Juni 2010 wegen Aussichtslosigkeit auf. Dagegen rekurrierte X._ bei der Direktion der Justiz und des Innern (nachfolgend Justizdirektion) und beantragte in der Hauptsache die Fortführung der stationären Massnahme. Die Justizdirektion wies den Rekurs am 5. Oktober 2010 in der Hauptsache ab. Auf die von X._ erhobene Beschwerde trat das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich mit Verfügung vom 13. Dezember 2010 nicht ein.
C. Mit Beschwerde in Strafsachen beantragt X._, die Verfügung des Verwaltungsgerichts sei aufzuheben, und die Sache sei zur materiellen Prüfung und Entscheidung an die Vorinstanz zurückzuweisen. Zudem ersucht X._ um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung. Des Weiteren stellt er ein Gesuch um aufschiebende Wirkung, welches mit Präsidialverfügung vom 28. Februar 2011 gutgeheissen wurde.
D. Das Verwaltungsgericht und das Amt für Justizvollzug beantragen in ihren Vernehmlassungen die Abweisung der Beschwerde.
Erwägungen:
1. Gemäss Art. 78 Abs. 1 BGG beurteilt das Bundesgericht Beschwerden gegen Entscheide in Strafsachen. Der Beschwerde in Strafsachen unterliegen auch Entscheide über den Vollzug von Strafen und Massnahmen (Art. 78 Abs. 2 lit. b BGG). Ein kantonales Rechtsmittel gegen den angefochtenen Entscheid steht nicht zur Verfügung. Die Beschwerde ist nach Art. 80 BGG zulässig. Der Beschwerdeführer hat am vorinstanzlichen Verfahren teilgenommen (Art. 81 Abs. 1 lit. a BGG). Er rügt eine formelle Rechtsverweigerung durch den Nichteintretensentscheid der Vorinstanz. Insoweit hat er ein rechtlich geschütztes Interesse an der Aufhebung des angefochtenen Entscheids (BGE 136 IV 29 E. 1.9 S. 40 mit Hinweisen). Er ist somit gemäss Art. 81 Abs. 1 lit. b BGG zur Beschwerde befugt.
2. Der Beschwerdeführer rügt eine formelle Rechtsverweigerung (Art. 29 Abs. 1 BV), indem die Vorinstanz sein schutzwürdiges Interesse an der Fortführung der stationären Massnahme und daher seine Berechtigung zur Beschwerde gegen den erstinstanzlichen Entscheid verneine.
2.1 Auf Vollzug und Beendigung der nach aArt. 43 StGB angeordneten Massnahmen sind heute die Art. 56 - 65 StGB anwendbar. Wenn sich im Laufe des Vollzugs der stationären therapeutischen Massnahme herausstellt, dass dadurch kein Erfolg im Sinne einer deutlichen Verminderung der Gefahr weiterer Taten erreicht werden kann, so ist sie in Anwendung von Art. 62c Abs. 1 lit. a StGB als aussichtslos aufzuheben (Urteil 2C_903/2010 vom 6. Juni 2011 E. 5.2.1 mit Hinweisen; BGE 134 IV 315 E. 3.7 S. 324).
Gemäss § 49 i.V.m. § 21 Abs. 1 des zürcherischen Gesetzes vom 24. Mai 1959 über den Rechtsschutz in Verwaltungssachen (Verwaltungsrechtspflegegesetz; VRG/ZH) ist zur Beschwerde berechtigt, wer durch die Anordnung berührt ist und ein schutzwürdiges Interesse an deren Aufhebung oder Änderung hat.
2.2 Die Vorinstanz erwägt, der Beschwerdeführer mache primär gesundheitliche Interessen sowie menschliche und fürsorgerische Gründe für den Verbleib in der stationären Massnahme geltend. Er substanziiere indessen nicht, inwiefern sein Verbleib in der stationären Massnahme dem öffentlichen Interesse der Deliktsprävention diene. Der Beschwerdeführer wolle bewusst auf seine Freiheit verzichten und rüge keine mit der Aufhebung der stationären Massnahme verbundene inakzeptable Bedingungen. Solche seien auch nicht ersichtlich. Die von ihm geltend gemachten tatsächlichen Nachteile genügten nicht, um ein schutzwürdiges Interesse zu bejahen (angefochtener Entscheid E. 2.3 S. 4 ff.).
2.3 Der Beschwerdeführer bringt vor, gemäss den ärztlichen Berichten würde die Aufhebung der Massnahme zu einer Verschlechterung seiner Schizophrenie führen. Zudem bestehe ein öffentliches Interesse an der Aufrechterhaltung des Massnahmenvollzugs, da er krankheitsbedingt wieder gegen die Aufenthaltsbestimmungen verstossen würde. Schliesslich seien menschliche und fürsorgerische Interessen betroffen. Er würde nach Italien abgeschoben und aufgrund seiner Krankheit erneut illegal in die Schweiz einreisen. In der Folge würde wiederum eine stationäre Massnahme angeordnet. Schliesslich habe er entgegen der Auffassung der Vorinstanz substanziiert, inwiefern der Verbleib in der Massnahme dem öffentlichen Interesse der Deliktsprävention diene. Die vorinstanzliche Begründung sei widersprüchlich und willkürlich.
2.4 Die Regelung der Beschwerdelegitimation gemäss dem Verwaltungsrechtspflegegesetz Zürich entspricht jener zur Verwaltungsgerichtsbeschwerde an das Bundesgericht nach Art. 103 lit. a des früheren Organisationsgesetzes (OG) vom 16. Dezember 1943 bzw. zur Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten gemäss Art. 89 Abs. 1 BGG. Als schutzwürdig gilt jedes praktische oder rechtliche Interesse, welches eine von der Verfügung betroffene Person an deren Änderung oder Aufhebung geltend machen kann. Das schutzwürdige Interesse besteht im praktischen Nutzen einer Gutheissung der Beschwerde oder - anders ausgedrückt - im Umstand, einen Nachteil wirtschaftlicher, ideeller, materieller oder anderweitiger Natur zu vermeiden, welchen der angefochtene Entscheid mit sich bringen würde (ALFRED KÖLZ UND ANDERE, Kommentar zum Verwaltungsrechtspflegegesetz des Kantons Zürich, 2. Aufl. 1999, N. 18 zu § 21 VRG/ZH; BGE 136 II 281 E. 2.2 S. 284; 131 V 362 E. 2.1 S. 365 f.; je mit Hinweisen).
Eine formelle Rechtsverweigerung ist nach der Praxis des Bundesgerichts zu bejahen, wenn eine Behörde auf eine ihr frist- und formgerecht unterbreitete Sache nicht eintritt, obschon sie darüber befinden müsste. Ob eine Rechtsverweigerung vorliegt, prüft das Bundesgericht frei. Die Auslegung und Anwendung des einschlägigen kantonalen Rechts untersucht es hingegen nur unter dem Gesichtswinkel der Willkür (BGE 135 I 6 E. 2.1 S. 9 mit Hinweisen).
2.5 Die Vorinstanz erachtete die vom Beschwerdeführer geltend gemachten Nachteile bei der Entlassung aus der Massnahme nicht als schutzwürdige Interessen im Sinne von § 49 i.V.m. § 21 Abs. 1 VRG/ZH und trat deshalb nicht auf seine Beschwerde ein. Ob sie dabei eine formelle Rechtsverweigerung beging bzw. ob die Rüge des Beschwerdeführers rechtsgenügend begründet ist (Art. 106 Abs. 2 BGG; BGE 137 IV 1 E. 4.2.3 S. 5 mit Hinweisen), kann mit Blick auf die folgenden Ausführungen offen gelassen werden. Aus den Erwägungen der Vorinstanz ergibt sich, dass sie bei materieller Behandlung der Beschwerde die Aufhebung der Massnahme bestätigt hätte. Dies ist nicht zu beanstanden. Die Vorinstanz führt zu Recht aus, die Erhaltung der psychischen und physischen Gesundheit des Beschwerdeführers allein sei durch den Zweck der Strafvollzugsmassnahmen, welcher in der Deliktsprävention liege, nicht gedeckt (angefochtener Entscheid E. 2.3.2 S. 6; vgl. MARIANNE HEER, in: Basler Kommentar, Strafrecht I, 2. Aufl. 2007, N. 17 zu Art. 62c StGB). Es ist nicht davon auszugehen, dass die therapeutische Behandlung des Beschwerdeführers in den kommenden Jahren zu einer positiven Veränderung seiner Legalprognose führen würde. So bringt der Beschwerdeführer selber vor, dass er auch künftig wieder gegen die Aufenthaltsbestimmungen verstossen würde. Unter diesen Umständen muss die stationäre Massnahme aufgehoben werden (TRECHSEL/PAUEN BORER, in: Schweizerisches Strafgesetzbuch, Praxiskommentar, 2008, N. 2 zu Art. 62c StGB; vgl. auch Art. 56 Abs. 6 StGB). Schliesslich legt der Beschwerdeführer nicht rechtsgenügend dar, inwiefern die Vorinstanz seine Ausführungen zur Deliktsprävention in willkürlicher Weise als unsubstanziiert erachtet. Darauf ist nicht einzutreten (Art. 106 Abs. 2 BGG).
3. Die Beschwerde ist im Sinne der vorstehenden Erwägung abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist. Die Gerichtskosten sind dem Beschwerdeführer aufzuerlegen (Art. 66 Abs. 1 BGG). Da dessen Rechtsbegehren von vornherein aussichtslos erschienen, ist sein Ersuchen um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung abzuweisen. Seiner finanziellen Lage ist mit herabgesetzten 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 und Verbeiständung wird abgewiesen.
3. Die Gerichtskosten von Fr. 800.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
4. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Verwaltungsgericht des Kantons Zürich, 3. Abteilung, Einzelrichter/in, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 19. Juli 2011
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Die Gerichtsschreiberin:
Mathys Binz