Sachverhalt:
A. Am 13. August 2003 fand eine Spitexangestellte A._ leblos im Bett seiner Wohnung in Roggwil/BE vor. An der Südfassade der Liegenschaft lehnte eine Holzleiter, und ein Fenster stand offen. Die Vorinstanz wirft X._ vor (Urteil, S. 51 f.), zusammen mit B._ in der Nacht vom 12. auf den 13. August 2003 in die Wohnung eingestiegen zu sein. X._ habe seinen Kollegen nach der Beute suchen lassen und selber massgeblich auf das Opfer eingewirkt. Er habe insbesondere mitgeholfen, das Opfer zu fesseln und dessen Mund zu verkleben. Dabei habe er es mit seinem beschuhten Fuss mehrmals in den Rücken getreten bzw. sei er auf das Opfer gestanden. Die massiven inneren Verletzungen hätten zum Tod von A._ geführt. Er sei sich bewusst gewesen, dass B._ den in der Wohnung vermuteten Tresor leeren und die Beute mitnehmen würde. Die beiden Täter seien zwar nicht in die Wohnung eingedrungen, um einen Menschen zu töten, sie hätten jedoch nicht gezögert, massiv auf das Opfer einzuwirken, um den Standort des Tresorschlüssels herauszufinden.
B. Das Obergericht des Kantons Bern verurteilte X._ zweitinstanzlich am 31. Juli 2012 wegen Mordes an A._, gemeinsam begangen mit B._, des bandenmässigen Raubes zum Nachteil von A._, des banden- und gewerbsmässig begangenen Diebstahls, der Fälschung von Ausweisen sowie der Widerhandlung gegen das Ausländergesetz zu einer Freiheitsstrafe von 15 Jahren, teilweise als Zusatzstrafe zu den Urteilen der Staatsanwaltschaft Solothurn vom 16. Februar 2006, des Untersuchungsrichteramtes I Berner Jura-Seeland vom 29. November 2007 und des Bezirksamtes Zofingen vom 3. September 2008.
C. X._ erhebt Beschwerde in Strafsachen. Er beantragt, das angefochtene Urteil sei aufzuheben, und er sei von den Tatvorwürfen des Mordes und des qualifizierten Raubes freizusprechen. X._ ersucht ausserdem um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung.
Erwägungen:
1. 1.1 Der Beschwerdeführer rügt, die Vorinstanz habe den Grundsatz "in dubio pro reo" als Beweislast- und Beweiswürdigungsregel verletzt. Ein direkter Beweis liege nicht vor. Die Vorinstanz habe ihn mittels Indizienprozess verurteilt. Es bestünden keine klaren Indizien für eine Mittäterschaft. Ihre Schlussfolgerung, dass zweifelsfrei zwei Täter erforderlich gewesen seien, gehe fehl. Er habe mehrfach ausgesagt, dass noch weitere Täter an der Tat beteiligt waren, was nicht ausgeschlossen werden könne. Auch wenn feststehen sollte, dass zwei Täter die inkriminierten Handlungen begangen hätten, sei damit noch nicht bewiesen, dass er in der fraglichen Wohnung gewesen sei (Beschwerde, S. 3). Die Vorinstanz stütze ihre Argumentation auf die Aussagen von B._, obwohl dieser zum Tatortgeschehen nachweislich falsch ausgesagt habe. Trotzdem stufe sie seine Aussagen zur Mittäterschaft als sehr glaubhaft und verlässlich ein. Eine derartige Beweiswürdigung sei völlig unhaltbar und verfassungswidrig. Rechtsstaatlich bedenklich seien auch die vom Untersuchungsrichter in Aussicht gestellten Hafterleichterungen und ein Revisionsverfahren, wenn B._ den Mittäter nenne (Beschwerde, S. 4). Die Vorinstanz behafte ihn zu Unrecht auf seinem Teilgeständnis, obwohl er wichtige Punkte nicht habe nennen können und keine Tatortkenntnisse gehabt habe. Die Vorinstanz würdige seine Emotionalität beim Geständnis falsch. Er habe Emotionen gezeigt, weil er Angst gehabt habe und unter Druck gesetzt worden sei. Es sei unhaltbar, dass sie den Widerruf seines Geständnisses nicht gelten lassen wolle. Obwohl die Fesselung und Knebelung die Handschrift von B._ trage, beharre die Vorinstanz darauf, dass zwei Täter auf das Opfer eingewirkt hätten; ungeachtet der Tatsache, dass es alt und schwach gewesen sei und von einer Person hätte überwältigt werden können. Weiter gebe es zahlreiche Unklarheiten der Schuhspuren am Tatort. Es sei nicht ausgeschlossen, dass sie zu einem Dritttäter gehörten. Schliesslich stufe die Vorinstanz den Entlastungszeugen C._ ohne Begründung als unglaubwürdig ein (Beschwerde, S. 4 f.).
1.2 Das Bundesgericht legt seinem Urteil den Sachverhalt zu Grunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (Art. 105 Abs. 1 BGG). 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; Art. 105 Abs. 2 BGG). Offensichtlich unrichtig im Sinne von Art. 97 Abs. 1 BGG ist die Sachverhaltsfeststellung, wenn sie willkürlich ist (BGE 137 III 226 E. 4.2 mit Hinweisen; zum Begriff der Willkür BGE 138 I 49 E. 7.1; 136 III 552 E. 4.2; je mit Hinweisen). Eine entsprechende Rüge muss klar und substantiiert begründet werden (Art. 42 Abs. 2 und Art. 106 Abs. 2 BGG; BGE 137 IV 1 E. 4.2.3; 136 I 65 E. 1.3.1; je mit Hinweisen). Auf eine rein appellatorische Kritik tritt das Bundesgericht nicht ein (BGE 137 IV 1 E. 4.2.3; 136 II 489 E. 2.8; je mit Hinweisen).
1.3 Der Beschwerdeführer legt in seiner Sachverhaltsrüge lediglich die eigene Sicht der Dinge dar. Er zeigt jedoch nicht auf, inwiefern die vorinstanzlichen Erwägungen geradezu unhaltbar wären. Dies betrifft etwa seine Vorbringen, B._ könne nicht gleichzeitig unglaubhaft und glaubhaft aussagen, es hätten nicht zwei Täter auf das Opfer eingewirkt oder es gebe zahlreiche Unklarheiten der Schuhspuren am Tatort.
Auf die umfangreichen und sorgfältigen Erwägungen der Vorinstanz kann verwiesen werden. Sie stellt den bestrittenen Sachverhalt minutiös fest (Urteil, S. 22-51) und leitet daraus ein willkürfreies Beweisergebnis ab (Urteil, S. 51 f.), das der Beschwerdeführer mit seiner appellatorischen Kritik nicht in Frage stellen kann. Auf seine Kritik an den vorinstanzlichen Sachverhaltsfeststellungen ist nicht einzutreten.
2. Auf die Beschwerde ist nicht einzutreten. Bei diesem Verfahrensausgang sind die bundesgerichtlichen Kosten dem Beschwerdeführer aufzuerlegen (Art. 66 Abs. 1 BGG). Sein Gesuch um Gewährung der unentgeltlichen Rechtspflege ist abzuweisen, da die Beschwerde von vornherein aussichtslos erschien. Seiner finanziellen Lage ist mit herabgesetzten Gerichtskosten Rechnung zu tragen (Art. 65 Abs. 2 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Auf die Beschwerde wird nicht eingetreten.
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 Bern, 2. Strafkammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 27. Mai 2013
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Das präsidierende Mitglied: Schneider
Der Gerichtsschreiber: Keller