Sachverhalt:
A. Das Strafgericht Basel-Stadt verurteilte X._ am 4. September 2009 wegen versuchter vorsätzlicher Tötung, Gefährdung des Lebens, mehrfacher Sachbeschädigung, Gehilfenschaft zu Irreführung der Rechtspflege, mehrfachen Vergehens gegen das Betäubungsmittelgesetz, mehrfacher Übertretung des Betäubungsmittelgesetzes und Widerhandlung gegen das Waffengesetz zu einer Freiheitsstrafe von fünf Jahren und einer Busse von Fr. 200.--.
B. Das Appellationsgericht des Kantons Basel-Stadt bestätigte am 23. November 2011 die erstinstanzlichen Schuldsprüche mit der Präzisierung, dass die Gefährdung des Lebens und die Widerhandlung gegen das Waffengesetz mehrfach begangen wurden. Es verurteilte X._ zu einer Freiheitsstrafe von 41/2 Jahren und einer Busse von Fr. 200.--.
Dem Urteil des Appellationsgerichts liegt u.a. folgender Sachverhalt zugrunde:
Am 10. Dezember 2006 trafen zwei zerstrittene Personengruppen vor dem Wohnblock von A._ aufeinander. Als A._ und seine Freunde bemerkten, dass X._ aus der gegnerischen Gruppe einen Revolver zückte, flüchteten sie in das Haus. X._ eilte ihnen nach, machte im Hauseingang einen oder zwei Schritte und schoss in einem Winkel von ca. 45 Grad in die Decke. Sein Bruder B._ und sein Freund C._ standen im Zeitpunkt der Schussabgabe vor oder neben ihm. Die Gruppe um A._ war - wie er wusste - gerade erst um die Ecke verschwunden und befand sich noch in unmittelbarer Nähe, wenn auch nicht mehr im Blick- resp. direkten Schussfeld. Mit dem ungezielten Schuss im engen Eingangsbereich resp. durch mögliche Querschläger oder Abpraller brachte er seine Gegner sowie seinen Bruder und C._ in unmittelbare Lebensgefahr (Urteil E. 2.1 S. 3 und E. 2.4 S. 4). Anschliessend folgte X._ den Flüchtenden die Treppe hinauf und sah gerade noch, wie die Wohnungstür von A._ ins Schloss fiel. Er gab mitten auf die Holztür einen weiteren Schuss ab, der diese durchschlug, an der Entreewand abprallte und den linken Oberarm von D._ durchdrang, welche hinter der Tür stand (Urteil E. 3.1-3.3 S. 5 ff.; erstinstanzliches Urteil S. 32 und 35 f.).
C. X._ führt Beschwerde in Strafsachen mit dem Antrag, das Urteil des Appellationsgerichts des Kantons Basel-Stadt vom 23. November 2011 aufzuheben und die Sache zur neuen Beurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen. Er ersucht um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung.

Erwägungen:
1. 1.1 Der Beschwerdeführer rügt eine willkürliche Sachverhaltsfeststellung (<ref-law>) und eine Verletzung von <ref-law>. Er habe im Eingangsbereich des Hauses nicht in einem Winkel von 45 Grad, sondern senkrecht in die Decke geschossen. Bei vollständiger Würdigung der Aussagen von C._ hätte die Vorinstanz zur Überzeugung gelangen müssen, dieser sei im Zeitpunkt der Schussabgabe noch vor dem Haus gestanden. Er habe objektiv nur sich selber einer gewissen Gefährdung durch Abpraller ausgesetzt. Weder sei erstellt, dass sich C._ oder sein Bruder bei der Schussabgabe im Eingangsbereich in seiner unmittelbaren Nähe aufgehalten hätten, noch ergäben sich Indizien dafür, dass weitere Dritte einer unmittelbaren konkreten Todesgefahr ausgesetzt gewesen seien. Die Vorinstanz habe seinen Antrag auf Einholung einer Expertise zur Frage des Schusswinkels in Verletzung seines Anspruchs auf rechtliches Gehör abgewiesen. C._ gehöre zu seinem Kollegenkreis. Zu seinem Bruder habe er ein inniges und herzliches Verhältnis. Es sei nicht einzusehen, weshalb er den direkten Vorsatz gehabt haben solle, diese durch die Abgabe des Warnschusses einer unmittelbaren Lebensgefahr auszusetzen. Die vorinstanzliche Begründung des subjektiven Tatbestands von <ref-law> verletze Bundesrecht.
1. 1.1 Der Beschwerdeführer rügt eine willkürliche Sachverhaltsfeststellung (<ref-law>) und eine Verletzung von <ref-law>. Er habe im Eingangsbereich des Hauses nicht in einem Winkel von 45 Grad, sondern senkrecht in die Decke geschossen. Bei vollständiger Würdigung der Aussagen von C._ hätte die Vorinstanz zur Überzeugung gelangen müssen, dieser sei im Zeitpunkt der Schussabgabe noch vor dem Haus gestanden. Er habe objektiv nur sich selber einer gewissen Gefährdung durch Abpraller ausgesetzt. Weder sei erstellt, dass sich C._ oder sein Bruder bei der Schussabgabe im Eingangsbereich in seiner unmittelbaren Nähe aufgehalten hätten, noch ergäben sich Indizien dafür, dass weitere Dritte einer unmittelbaren konkreten Todesgefahr ausgesetzt gewesen seien. Die Vorinstanz habe seinen Antrag auf Einholung einer Expertise zur Frage des Schusswinkels in Verletzung seines Anspruchs auf rechtliches Gehör abgewiesen. C._ gehöre zu seinem Kollegenkreis. Zu seinem Bruder habe er ein inniges und herzliches Verhältnis. Es sei nicht einzusehen, weshalb er den direkten Vorsatz gehabt haben solle, diese durch die Abgabe des Warnschusses einer unmittelbaren Lebensgefahr auszusetzen. Die vorinstanzliche Begründung des subjektiven Tatbestands von <ref-law> verletze Bundesrecht.
1.2 1.2.1 Der Gefährdung des Lebens im Sinne von <ref-law> macht sich strafbar, wer einen Menschen in skrupelloser Weise in unmittelbare Lebensgefahr bringt.
Objektiv ist eine konkrete, unmittelbare Lebensgefahr erforderlich, welche direkt dem Verhalten des Täters zuzuschreiben ist. Eine solche liegt vor, wenn nach dem gewöhnlichen Lauf der Dinge die Wahrscheinlichkeit oder nahe Möglichkeit des Todeseintritts besteht. Nicht erforderlich ist, dass die Wahrscheinlichkeit des Todes grösser ist als jene seiner Vermeidung (<ref-ruling> E. 5.1; <ref-ruling> E. 2b/aa; <ref-ruling> E. 2). Subjektiv ist direkter Vorsatz in Bezug auf die unmittelbare Lebensgefahr vorausgesetzt. Eventualvorsatz genügt nicht (<ref-ruling> E. 5.1). Der Gefährdungsvorsatz ist gegeben, wenn der Täter die Gefahr kennt und trotzdem handelt. Hingegen muss er die Verwirklichung der Gefahr nicht gewollt haben (<ref-ruling> E. 3a mit Hinweisen; Urteil 6B_1038/2009 vom 27. April 2010 E. 1.2, nicht publ. in <ref-ruling>). Im Gegensatz zum Eventualvorsatz auf Tötung vertraut der Täter beim Gefährdungsvorsatz darauf, der Tod des Opfers werde nicht eintreten (Urteil 6B_352/2011 vom 20. Oktober 2011 E. 3.2). Skrupellos ist ein in schwerem Grade vorwerfbares, ein rücksichts- oder hemmungsloses Verhalten. Die Möglichkeit des Todeseintritts muss als so wahrscheinlich erscheinen, dass sich wissentlich darüber hinwegzusetzen als skrupellos zu bewerten ist (<ref-ruling> E. 5.1; <ref-ruling> E. 2b/aa; Urteil 6B_186/2010 vom 23. April 2010 E. 3.3 mit Hinweis). Was der Täter wusste, wollte und in Kauf nahm, betrifft sogenannte innere Tatsachen und ist damit Tatfrage (BGE 128 V 74 E. 8.4.1; <ref-ruling> E. 4.2.3).
1.2.2 Die Sachverhaltsfeststellung der Vorinstanz kann nur gerügt werden, wenn sie willkürlich (<ref-law>) ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von <ref-law> beruht und wenn die Behebung des Mangels für den Ausgang des Verfahrens entscheidend sein kann (<ref-law>; <ref-ruling> E. 1.4.1). Willkür bei der Beweiswürdigung liegt vor, wenn der angefochtene Entscheid offensichtlich unhaltbar ist oder mit der tatsächlichen Situation in klarem Widerspruch steht. Dass eine andere Lösung oder Würdigung ebenfalls vertretbar oder gar zutreffender erscheint, genügt für die Annahme von Willkür nicht (<ref-ruling> E. 2.4; <ref-ruling> E. 5.4; je mit Hinweisen).
Das Bundesgericht prüft die Verletzung von Grundrechten, einschliesslich der Willkür bei der Sachverhaltsfeststellung, nur insofern, als eine solche Rüge in der Beschwerde vorgebracht und begründet worden ist (<ref-law>). 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 <ref-ruling> E. 4.2.3; <ref-ruling> E. 2.8; je mit Hinweisen).
1.2.3 Die Parteien haben Anspruch auf Abnahme der rechtzeitig und formrichtig angebotenen rechtserheblichen Beweise. Das rechtliche Gehör wird nicht verletzt, wenn das Gericht auf die Abnahme beantragter Beweismittel verzichtet, weil es sich aufgrund der bereits abgenommenen Beweise seine Überzeugung gebildet hat und ohne Willkür in antizipierter Beweiswürdigung annehmen kann, dass seine Überzeugung durch weitere Beweiserhebungen nicht geändert würde (<ref-ruling> E. 5.3; <ref-ruling> E. 5.3; je mit Hinweisen).
1.3 Die Vorinstanz führt aus, die senkrechte Schussabgabe sei nicht möglich, wenn sich der Beschwerdeführer nahe der Eingangstür befunden habe, und ergebe sich auch nicht aus dem Spurenbild. Die Einschlagspur weise vielmehr auf einen Aufprallwinkel von rund 45 Grad hin, was bereits für einen Laien ersichtlich sei. Damit erübrige sich die Einholung des vom Beschwerdeführer beantragten ballistischen Gutachtens. Weder die These eines senkrechten Schusses noch die Behauptung des Beschwerdeführers, im Zeitpunkt der Schussabgabe sei niemand vor oder hinter ihm gestanden, liessen sich mit den Aussagen von C._ vereinbaren. Dieser habe ausgeführt, er und B._ seien bei der Verfolgung der Gegner "etwas voraus gewesen", als auf einmal ein Schuss an ihm vorbeigegangen sei, woraufhin sie schockiert stehen geblieben seien. In der erstinstanzlichen Verhandlung habe C._ in Gegenwart des Beschwerdeführers erklärt, dieser sei bei der Schussabgabe neben oder hinter ihm gestanden. Der Beschwerdeführer habe dies nicht bestritten. Die Aussagen von C._ seien glaubhaft. Er habe keinen Grund gehabt, seinen Freund zu Unrecht zu belasten (Urteil S. 4 E. 2.3).
Die Vorinstanz bejaht objektiv eine unmittelbare Lebensgefahr im Sinne von <ref-law>. Der Beschwerdeführer habe seine fliehenden Gegner sowie seinen Bruder und seinen Freund direktvorsätzlich gefährdet. Sein Verhalten sei skrupellos gewesen (Urteil E. 2.4 S. 5 f.).
Die Vorinstanz bejaht objektiv eine unmittelbare Lebensgefahr im Sinne von <ref-law>. Der Beschwerdeführer habe seine fliehenden Gegner sowie seinen Bruder und seinen Freund direktvorsätzlich gefährdet. Sein Verhalten sei skrupellos gewesen (Urteil E. 2.4 S. 5 f.).
1.4 1.4.1 Aus der Fotodokumention geht hervor, dass der Schuss in die abgewinkelte Decke über der Treppe zum Kellergeschoss einschlug (kant. Akten, Urk. 1102, 1104 und 1122). Der behauptete senkrechte Schuss in die Decke ist schon deshalb nicht möglich, weil sich der Beschwerdeführer im Zeitpunkt der Schussabgabe unstreitig bei der Eingangstür und nicht auf der Treppe in Richtung Keller befand. Aufgrund des Standorts des Beschwerdeführers im Eingangsbereich und der Einschussstelle über der Treppe zum Kellergeschoss ist auch für einen Laien erkennbar, dass der Schuss schräg nach oben erfolgte. Die Vorinstanz durfte den Antrag des Beschwerdeführers auf Einholung eines Gutachtens zu dieser Frage ohne Willkür in antizipierter Beweiswürdigung abweisen.
1.4.2 Der Beschwerdeführer gibt die Aussagen von C._ unvollständig wieder. Wohl sagte dieser aus, er sei im Zeitpunkt der Schussabgabe noch vor dem Haus gestanden. Allerdings erwähnte er an der vom Beschwerdeführer zitierten Stelle auch, dieser habe sich ebenfalls noch auf der Strasse befunden. Er sei vor diesem gestanden, als der erste Schuss gefallen sei. Er habe das Gefühl gehabt, der Schuss sei neben ihm vorbei ins Haus gegangen. Der Beschwerdeführer sei nach der Schussabgabe an ihm vorbei die Treppe hochgerannt (kant. Akten, Urk. 930 und 1263). Dies bestätigt die Version der Vorinstanz. Dass die Aussage von C._, sie hätten sich im Zeitpunkt des ersten Schusses noch vor dem Haus befunden, nicht stimmen kann, legte bereits das Strafgericht dar (erstinstanzliches Urteil S. 29 f.). Weshalb die Feststellung der Vorinstanz, auch B._ sei neben oder vor ihm gestanden, willkürlich sein soll, begründet der Beschwerdeführer nicht. Darauf ist nicht einzutreten (<ref-law>).
1.4.3 Die Vorinstanz konnte den Einwand des Beschwerdeführers als Schutzbehauptung verwerfen, er habe bloss einen Warnschuss in die Decke abgegeben, als sich keine Dritten in seiner Nähe aufgehalten hätten. Darüber hinaus bestreitet dieser nicht, dass der Schuss ungezielt erfolgte und infolge von möglichen Querschlägern oder Abprallern eine konkrete und unmittelbare Lebensgefahr für die sich im Eingangsbereich aufhaltenden Personen bestand. Sein Einwand, weder sein Bruder, E._, F._ oder G._ hätten Aussagen zu Protokoll gegeben, die auf eine unmittelbare Gefährdung von Dritten schliessen liessen (Beschwerde S. 6 f.), vermag den vorinstanzlichen Beweisschluss nicht infrage zu stellen. Damit verhielt sich der Beschwerdeführer objektiv tatbestandsmässig im Sinne von <ref-law>.
1.5 Die Vorinstanz geht von einer direktvorsätzlichen Lebensgefährdung aus. Der Beschwerdeführer macht an sich zu Recht geltend, dass der subjektive Tatbestand von <ref-law> mit der Feststellung der Vorinstanz, er habe absichtlich geschossen, noch nicht erfüllt ist (vgl. Beschwerde S. 10 f.; Urteil E. 2.4 S. 4). Allerdings beschränkt sich der Vorwurf der Vorinstanz nicht darauf. Sie führt zutreffend aus, der Tatbestand der Lebensgefährdung erfordere direkten Vorsatz. Sie verweist hierzu auf <ref-ruling> E. 5.1 und STRATENWERTH/JENNY/BOMMER, Schweizerisches Strafrecht, BT I, 7. Aufl., § 4 N 12, woraus sich ohne Weiteres ergibt, dass sich der direkte Vorsatz auf das Wissen um die unmittelbare Lebensgefahr beziehen muss (Urteil E. 2.4 S. 4). Indem sie dem Beschwerdeführer eine direktvorsätzliche Gefährdung im Sinne von <ref-law> vorwirft, stellt sie auch fest, dieser habe um die unmittelbare Lebensgefahr infolge von Querschlägern oder Abprallern gewusst.
Der Beschwerdeführer widerlegt dies nicht. Mit dem Hinweis auf die Freundschaft mit C._ und das innige Verhältnis zu seinem Bruder zeigt er nicht auf, weshalb die vorinstanzliche Feststellung willkürlich sein soll. Er lässt damit zudem unberücksichtigt, dass er wissentlich auch das Leben seiner Gegner gefährdete. Gestützt auf die willkürfreien Tatsachenfeststellungen bejaht die Vorinstanz zu Recht auch die Skrupellosigkeit. Die Verurteilung wegen Gefährdung des Lebens im Sinne von <ref-law> verletzt kein Bundesrecht.
2. 2.1 Bezüglich des Schusses im Obergeschoss macht der Beschwerdeführer geltend, der subjektive Tatbestand von <ref-law> sei nicht erstellt. Er habe darauf vertrauen können, dass sich keine Personen im Bereich der Schusslinie befinden konnten. Er habe sich gedacht, der Schuss stecke in der Entreewand oder in der Tür. Er sei zu keinem Zeitpunkt davon ausgegangen, durch sein Handeln könnte jemand verletzt oder gar getötet werden. D._ sei nicht von einem Direktschuss getroffen worden, sondern von einem Projektil, das an der Entreewand abgeprallt sei und einen Grossteil seiner kinetischen Energie verloren habe. Seine Anträge auf Durchführung eines Augenscheins und einer Tatrekonstruktion sowie auf Einholung eines Expertenberichts seien ohne nachvollziehbare Begründung und lediglich mit Verweis auf die Fotodokumentation abgewiesen worden.
2.2 Die Vorinstanz erwägt, der Beschwerdeführer könne unmöglich gesehen haben, ob sich hinter der Tür jemand aufhielt, da diese nach eigenem Bekunden nicht mehr vollständig offen war, als er im Treppenhaus um die Ecke bog. Dies sei sehr wohl möglich und auch tatsächlich der Fall gewesen. Ein Augenschein vor Ort oder eine Tatrekonstruktion im Gerichtsgebäude würde keine neuen Erkenntnisse bringen. Wie sich der rekonstruierten Flugbahn des Projektils unschwer entnehmen lasse, sei beim konkreten Tatvorgehen durchaus möglich gewesen, dass eine sich hinter der Tür befindende Person direkt und nicht bloss durch einen Abpraller getroffen werde. Eine Expertise erübrige sich (Urteil E. 3.3.2 S. 6 f.). Bei einem Schuss durch eine blickdichte Tür könne der Schütze nicht absichtlich danebenschiessen oder davon ausgehen, dass eine hinter der Tür stehende Person sich rechtzeitig in Sicherheit bringen könne. Es bleibe bei diesem Geschehensablauf vollkommen dem Zufall überlassen, ob durch den Schuss jemand getötet werde oder nicht. Die Vorinstanz geht davon aus, der Beschwerdeführer habe dies erkannt und in Kauf genommen (Urteil E. 3.4.2 S. 7 f.).
2.2 Die Vorinstanz erwägt, der Beschwerdeführer könne unmöglich gesehen haben, ob sich hinter der Tür jemand aufhielt, da diese nach eigenem Bekunden nicht mehr vollständig offen war, als er im Treppenhaus um die Ecke bog. Dies sei sehr wohl möglich und auch tatsächlich der Fall gewesen. Ein Augenschein vor Ort oder eine Tatrekonstruktion im Gerichtsgebäude würde keine neuen Erkenntnisse bringen. Wie sich der rekonstruierten Flugbahn des Projektils unschwer entnehmen lasse, sei beim konkreten Tatvorgehen durchaus möglich gewesen, dass eine sich hinter der Tür befindende Person direkt und nicht bloss durch einen Abpraller getroffen werde. Eine Expertise erübrige sich (Urteil E. 3.3.2 S. 6 f.). Bei einem Schuss durch eine blickdichte Tür könne der Schütze nicht absichtlich danebenschiessen oder davon ausgehen, dass eine hinter der Tür stehende Person sich rechtzeitig in Sicherheit bringen könne. Es bleibe bei diesem Geschehensablauf vollkommen dem Zufall überlassen, ob durch den Schuss jemand getötet werde oder nicht. Die Vorinstanz geht davon aus, der Beschwerdeführer habe dies erkannt und in Kauf genommen (Urteil E. 3.4.2 S. 7 f.).
2.3 2.3.1 Nach <ref-law> macht sich strafbar, wer vorsätzlich einen Menschen tötet, ohne dass eine der besonderen Voraussetzungen der <ref-law> zutrifft. Strafbar ist auch der Eventualvorsatz. Eventualvorsatz liegt vor, wenn der Täter den Eintritt des Erfolgs für möglich hält, aber dennoch handelt, weil er ihn in Kauf nimmt, mag er ihm auch unerwünscht sein (<ref-law>). Ein Versuch ist gegeben, wenn der Täter, nachdem er mit der Ausführung eines Verbrechens oder Vergehens begonnen hat, die strafbare Tätigkeit nicht zu Ende führt oder der zur Vollendung der Tat gehörende Erfolg nicht eintritt oder dieser nicht eintreten kann (<ref-law>). Beim Versuch erfüllt der Täter sämtliche subjektiven Tatbestandsmerkmale und manifestiert seine Tatentschlossenheit, ohne dass alle objektiven Tatbestandsmerkmale verwirklicht sind (BGE <ref-ruling>13 E. 1.4.2 mit Hinweisen).
2.3.2 Ob der Täter die Tatbestandsverwirklichung in Kauf genommen hat, muss das Gericht - bei Fehlen eines Geständnisses der beschuldigten Person - aufgrund der Umstände entscheiden. Dazu gehören die Grösse des dem Täter bekannten Risikos der Tatbestandsverwirklichung, die Schwere der Sorgfaltspflichtverletzung, die Beweggründe des Täters und die Art der Tathandlung. Je grösser die Wahrscheinlichkeit der Tatbestandsverwirklichung ist und je schwerer die Sorgfaltspflichtverletzung wiegt, desto näher liegt die Schlussfolgerung, der Täter habe die Tatbestandsverwirklichung in Kauf genommen. Das Gericht darf vom Wissen des Täters auf den Willen schliessen, wenn sich dem Täter der Eintritt des Erfolgs als so wahrscheinlich aufdrängte, dass die Bereitschaft, ihn als Folge hinzunehmen, vernünftigerweise nur als Inkaufnahme des Erfolgs ausgelegt werden kann (<ref-ruling> E. 5.3 mit Hinweisen).
2.4 Die vorinstanzlichen Ausführungen sind weder willkürlich noch verletzen sie Bundesrecht. Aufgrund der Durchschussstelle in der Türmitte und der Abprallstelle in der Entreewand (vgl. Fotodokumentation, kant. Akten, Urk. 1134 ff.) durfte die Vorinstanz willkürfrei und ohne weitere Beweiserhebungen davon ausgehen, der Schuss hätte eine hinter der Tür stehende Person direkt treffen und tödlich verletzen können. Der Beschwerdeführer schoss auf die Tür, als seine fliehenden Gegner diese gerade erst hinter sich geschlossen hatten. Die mögliche Tötung einer hinter der Tür stehenden Person lag derart nahe, dass er diese zumindest in Kauf genommen haben muss. Seine Einwände erschöpfen sich in einer unzulässigen appellatorischen Kritik. Darauf ist nicht einzutreten (<ref-law>). Die vorinstanzliche Verurteilung wegen versuchter vorsätzlicher Tötung ist bundesrechtskonform.
3. 3.1 Der Beschwerdeführer beanstandet, indem die Vorinstanz seinen Antrag auf Einholung eines psychiatrischen Gutachtens ablehnte, habe sie seinen Anspruch auf rechtliches Gehör verletzt und einen wesentlichen Aspekt bei der Strafzumessung ausser Acht gelassen. Seine Steuerungsfähigkeit sei eingeschränkt gewesen. Der ihn behandelnde Psychiater, Dr. med. H._, habe ihm eine neurotische Persönlichkeitsentwicklung attestiert. Er sei krankheitsbedingt bestrebt, seine chaotische Vergangenheit und traumatische Jugendzeit durch ein paternal ausgerichtetes Verhalten zu kompensieren. Diesem Bemühen verleihe er durch ein äusserst rigides Ordnungs- und Gerechtigkeitsprinzip, wenn nötig mit unverhältnismässiger Strenge, Nachdruck. Er habe durch die Tat keinerlei Eigeninteressen verfolgt, sondern seinem besten Freund und seinem kleinen Bruder zur Seite stehen wollen.
3. 3.1 Der Beschwerdeführer beanstandet, indem die Vorinstanz seinen Antrag auf Einholung eines psychiatrischen Gutachtens ablehnte, habe sie seinen Anspruch auf rechtliches Gehör verletzt und einen wesentlichen Aspekt bei der Strafzumessung ausser Acht gelassen. Seine Steuerungsfähigkeit sei eingeschränkt gewesen. Der ihn behandelnde Psychiater, Dr. med. H._, habe ihm eine neurotische Persönlichkeitsentwicklung attestiert. Er sei krankheitsbedingt bestrebt, seine chaotische Vergangenheit und traumatische Jugendzeit durch ein paternal ausgerichtetes Verhalten zu kompensieren. Diesem Bemühen verleihe er durch ein äusserst rigides Ordnungs- und Gerechtigkeitsprinzip, wenn nötig mit unverhältnismässiger Strenge, Nachdruck. Er habe durch die Tat keinerlei Eigeninteressen verfolgt, sondern seinem besten Freund und seinem kleinen Bruder zur Seite stehen wollen.
3.2 3.2.1 War der Täter zur Zeit der Tat nur teilweise fähig, das Unrecht seiner Tat einzusehen oder gemäss dieser Einsicht zu handeln, so mildert das Gericht die Strafe (<ref-law>). In welchem Zustand sich der Täter zur Tatzeit befand, ist Tatfrage. Rechtsfrage ist hingegen, ob die Vorinstanz den Begriff der verminderten Schuldfähigkeit richtig ausgelegt und angewendet hat (<ref-ruling> E. 1a). Besteht ernsthafter Anlass, an der Schuldfähigkeit des Täters zu zweifeln, so ordnet die Untersuchungsbehörde oder das Gericht die Begutachtung durch einen Sachverständigen an (<ref-law>).
3.2.2 Ein Gutachten ist anzuordnen, wenn das Gericht nach den Umständen des Falls ernsthafte Zweifel an der Schuldfähigkeit hat oder haben sollte. Bei der Prüfung dieser Zweifel ist zu berücksichtigen, dass nicht jede geringfügige Herabsetzung der Fähigkeit, sich zu beherrschen, genügt, um verminderte Zurechnungsfähigkeit anzunehmen. Der Betroffene muss vielmehr in hohem Masse in den Bereich des Abnormen fallen. Seine Geistesverfassung muss nach Art und Grad stark vom Durchschnitt nicht bloss der Rechts-, sondern auch der Verbrechensgenossen abweichen. Die Notwendigkeit, einen Sachverständigen zuzuziehen, ist erst gegeben, wenn Anzeichen vorliegen, die geeignet sind, Zweifel hinsichtlich der vollen Schuldfähigkeit zu erwecken, wie etwa ein Widerspruch zwischen Tat und Täterpersönlichkeit oder ein völlig unübliches Verhalten. Zeigt das Verhalten des Täters vor, während und nach der Tat, dass ein Realitätsbezug erhalten war, dass er sich an wechselnde Erfordernisse der Situation anpassen, auf eine Gelegenheit zur Tat warten oder diese gar konstellieren konnte, so hat eine schwere Beeinträchtigung nicht vorgelegen (<ref-ruling>45 E. 3.3 mit Hinweisen).
3.3 Die Vorinstanz stellt den Bericht von Dr. med. H._ nicht infrage, wonach der Beschwerdeführer aufgrund von traumatischen Erlebnissen in seiner Jugendzeit an einer neurotischen Persönlichkeitsentwicklung leidet und krankhaft bestrebt ist, seine chaotische Vergangenheit durch ein paternal ausgerichtetes Verhalten zu kompensieren (Urteil E. 6.2.3 S. 12). Sie verneint eine verminderte Schuldfähigkeit im Sinne von <ref-law>. Sie erwägt, der Beschreibung von Dr. med. H._ seien keine Hinweise auf eine fehlende Steuerungsfähigkeit in Bezug auf den zu beurteilenden Sachverhalt zu entnehmen. Auch aus der Tatbegehung selbst ergäben sich keine Zweifel hinsichtlich der Schuldfähigkeit. Der Beschwerdeführer habe sich durchaus zielgerichtet verhalten. Er habe die Situation einschätzen können und bei deren Eskalation von der für alle Fälle mitgebrachten Waffe Gebrauch gemacht. Sein Verhalten erweise sich nicht als völlig unüblich und zeige keinerlei Brüche oder unerklärliche Verläufe, welche an seiner Zurechnungsfähigkeit zweifeln liessen (Urteil E. 6.2.4 S. 12). Der gegenüber andern Fällen versuchter Tötung geringeren kriminellen Energie, dem Verschulden und den persönlichen Verhältnissen des Beschwerdeführers trägt sie bei der Strafzumessung Rechnung, indem sie die vom Strafgericht ausgesprochene Strafe von 5 Jahren auf 41/2 Jahre reduziert (Urteil E. 6.5 S. 13 f.).
3.4 Die vorinstanzlichen Ausführungen sind nicht zu beanstanden. Die Vorinstanz geht zutreffend davon aus, nicht jede psychische Störung führe zu einer verminderten Schuldfähigkeit im Sinne von <ref-law>. Anhaltspunkte, dass die Steuerungsfähigkeit des Beschwerdeführers durch die ihm attestierte neurotische Persönlichkeitsentwicklung ernsthaft beeinträchtigt gewesen wäre, können dem Bericht von Dr. med. H._ nicht entnommen werden. Entgegen dem Einwand in der Beschwerde lässt sich die Tat auch nicht alleine mit einem impulsiven Verhalten erklären, da sich der Beschwerdeführer bereits im Vorfeld entschlossen hatte, bewaffnet nach Basel zu fahren, wo ein Konflikt mit der gegnerischen Personengruppe ausgetragen werden sollte.
Die Vorinstanz durfte auf die Einholung eines Gutachtens verzichten, nachdem sich aus der Einschätzung des Psychiaters des Beschwerdeführers keine Anzeichen für eine verminderte Schuldfähigkeit ergeben.
4. 4.1 Der Beschwerdeführer sieht das Beschleunigungsgebot verletzt. Während der Gesamtverfahrensdauer von knapp fünf Jahren sei es bei der Anklageerhebung, der Durchführung der erstinstanzlichen Hauptverhandlung, der Ausfertigung des begründeten Urteils des Strafgerichts und der Durchführung des Appellationsverfahrens zu sachlich nicht zu begründenden wesentlichen Verfahrensunterbrüchen gekommen.
4.2 Das in <ref-law> und Art. 6 Ziff. 1 EMRK festgeschriebene Beschleunigungsgebot verpflichtet die Behörden, das Strafverfahren voranzutreiben, um den Beschuldigten nicht unnötig über die gegen ihn erhobenen Vorwürfe im Ungewissen zu lassen (<ref-ruling>58 E. 8; <ref-ruling> E. 3.3.1; <ref-ruling> E. 2a; je mit Hinweisen). Gegenstand der Prüfung, ob ein Verfahren zu lange gedauert hat, ist das Verfahren in seiner Gesamtheit. Die Beurteilung der Verfahrensdauer entzieht sich starren Regeln. Es ist vielmehr in jedem Einzelfall unter Würdigung aller konkreten Umstände zu prüfen, ob sich diese als angemessen erweist. Zu berücksichtigen sind insbesondere die Komplexität des Falls, das Verhalten des Angeschuldigten und die Behandlung des Falls durch die Behörden (BGE <ref-ruling> E. 3.3.3; <ref-ruling> E. 2c; je mit Hinweisen).
Von den Behörden und Gerichten kann nicht verlangt werden, dass sie sich ständig einem einzigen Fall widmen. Zeiten, in denen das Verfahren stillsteht, sind unumgänglich. Wirkt keiner dieser Zeitabschnitte stossend, ist eine Gesamtbetrachtung vorzunehmen. Dabei können Zeiten mit intensiver behördlicher oder gerichtlicher Tätigkeit andere Zeitspannen kompensieren, in denen aufgrund der Geschäftslast keine Verfahrenshandlungen erfolgten (BGE <ref-ruling> E. 3.3.3; <ref-ruling> E. 2c).
4.3 Die Vorinstanz berücksichtigt die "recht lange" Verfahrensdauer bei der Strafzumessung im Rahmen von <ref-law> in moderatem Ausmass strafmindernd (Urteil E. 6.3.4 S. 13). Damit trägt sie der Verfahrensdauer ausreichend Rechnung, da - wenn überhaupt - höchstens von einer leichten Verletzung des Beschleunigungsgebots ausgegangen werden kann. Die gesamte Verfahrensdauer von knapp fünf Jahren ist nicht übermässig lange, wenn man berücksichtigt, dass sieben Angeklagte involviert waren und mindestens neun Zeugen einvernommen werden mussten. Auch die Dauer des Untersuchungsverfahrens bis zur Ausfertigung der Anklageschrift von 11/2 Jahren, die einjährige Instruktionsdauer vor dem Strafgericht, die 71/2 Monate bis zur Ausfertigung der erstinstanzlichen Urteilsbegründung und die Dauer des Appellationsverfahrens (vgl. Urteil E. 6.3.3 S. 13) gebieten keine weitergehende Strafminderung.
Die Vorinstanz kürzte die Honorarnote des amtlichen Verteidigers, weil sie die acht Besprechungen und zahlreichen Telefonate mit dem Beschwerdeführer alleine für das Appellationsverfahren angesichts der Komplexität des zweitinstanzlichen Verfahrens teilweise als unnötig erachtete, während sie für die Verneinung des Beschleunigungsgebots u.a. auf die Komplexität des Verfahrens verweist (Urteil S. 13 und 15). Nicht ersichtlich ist, was an dieser Argumentation widersprüchlich sein soll (vgl. Beschwerde S. 18), da auch ein relativ komplexes Verfahren keinen unnötigen Aufwand des amtlichen Verteidigers rechtfertigt.
5. Der Beschwerdeführer beanstandet eine zu geringe "Begründungsdichte" bei der Strafzumessung. Nicht nachvollziehbar sei, welche Kriterien mit welcher Gewichtung zur schliesslich ausgefällten Freiheitsstrafe von 41/2 Jahren geführt hätten.
Alleine einer besseren Begründung wegen hebt das Bundesgericht das angefochtene Urteil nicht auf, solange die Strafzumessung im Ergebnis bundesrechtskonform ist (vgl. <ref-ruling> E. 2c mit Hinweisen). Auf die Rüge des Beschwerdeführers ist nicht einzutreten, da er sich mit der vorinstanzlichen Strafzumessung nicht auseinandersetzt und nicht geltend macht, die Strafe sei im Ergebnis zu hoch ausgefallen.
6. Die Beschwerde ist abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung ist abzuweisen, da die Beschwerde aussichtslos war (<ref-law>). Den finanziellen Verhältnissen des Beschwerdeführers ist mit einer reduzierten Gerichtsgebühr Rechnung zu tragen (<ref-law>).

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. 1'600.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
4. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Appellationsgericht des Kantons Basel-Stadt schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 27. August 2012
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Mathys
Die Gerichtsschreiberin: Unseld