Sachverhalt:
A. Das Bezirksgericht Meilen verurteilte X._ am 5. März 2010 wegen grober (Art. 90 Ziff. 2 i.V.m. Art. 27 Abs. 1 und Art. 32 Abs. 1 und 2 SVG sowie Art. 4 Abs. 1 und Art. 4a Abs. 1 lit. a VRV; Überholmanöver bei ungenügender Sicht und mit übersetzter Geschwindigkeit) und einfacher (Art. 90 Ziff. 1 i.V.m. <ref-law> und Art. 4a Abs. 1 lit. a VRV; Überschreitung der zulässigen Höchstgeschwindigkeit) Verletzung von Verkehrsregeln zu einer bedingten Geldstrafe von 90 Tagessätzen zu Fr. 30.-- und einer Busse von Fr. 500.--.
Gegen dieses Urteil erhoben X._ und die Staatsanwaltschaft Berufung. Das Obergericht des Kantons Zürich bestätigte am 3. November 2010 die erstinstanzlichen Schuldsprüche. Zusätzlich sprach es X._ der einfachen Verkehrsregelverletzung durch Hintereinanderfahren mit zu geringem Abstand (Art. 90 Ziff. 1 i.V.m. <ref-law> und Art. 12 Abs. 1 VRV) schuldig. Es verurteilte ihn, wie bereits das Bezirksgericht, zu einer bedingten Geldstrafe von 90 Tagessätzen zu Fr. 30.-- und einer Busse von Fr. 500.--.
B. X._ führt Beschwerde in Strafsachen mit dem Antrag, das Urteil des Obergerichts vom 3. November 2010 sei aufzuheben, er sei von den Vorwürfen der einfachen Verletzung von Verkehrsregeln durch Hintereinanderfahren mit zu geringem Abstand und der groben Verletzung von Verkehrsregeln im Zusammenhang mit dem Überholmanöver freizusprechen und ausschliesslich wegen einfacher Verkehrsregelverletzung durch Überschreitung der zulässigen Höchstgeschwindigkeit zu bestrafen. Eventualiter sei das Verfahren zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen.
C. Vernehmlassungen wurden keine eingeholt.

Erwägungen:
1. Dem vorinstanzlichen Entscheid liegt folgender Sachverhalt zugrunde:
Der Beschwerdeführer fuhr am 3. August 2007 mit seinem Personenwagen in Zumikon von der Forchstrasse (A52) kommend mit einer Geschwindigkeit von 50 km/h über die Itschnacher-Kreuzung, wobei er seinem Kollegen A._ mit einem Abstand von maximal 6 Metern folgte. Anschliessend bog er in die Küsnachterstrasse ein. Auf der Strecke zwischen Itschnacher-Kreuzung und dem Restaurant Sonnenhof fuhr er mit einer Geschwindigkeit von mindestens 55 km/h. Auf der Höhe des Restaurants Sonnenhof überholte er den mit 55 km/h fahrenden Personenwagen von A._ mit einer Geschwindigkeit von mindestens 64 km/h, dies obschon die Höchstgeschwindigkeit auf der Küsnachterstrasse auf 50 km/h begrenzt ist.
2. 2.1 Der Beschwerdeführer rügt Willkür bei der Sachverhaltsfeststellung und eine Verletzung des Grundsatzes in dubio pro reo (<ref-law>). Die Vorinstanz sei zu Unrecht davon ausgegangen, er habe die Itschnacher-Kreuzung, welche am Schluss einen 90°-Winkel aufweise, mit mindestens 50 km/h passiert. Ein normaler Lenker sei gar nicht fähig, eine solche Kurve mit dieser Geschwindigkeit zu befahren, ohne die Herrschaft über das Fahrzeug zu verlieren (Beschwerde S. 4 f.).
2.2 Die Sachverhaltsfeststellung der Vorinstanz kann im Verfahren vor dem Bundesgericht 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). Dem Grundsatz in dubio pro reo kommt in seiner vom Beschwerdeführer angerufenen Funktion als Beweiswürdigungsregel im Verfahren vor dem Bundesgericht keine über das Willkürverbot von <ref-law> hinausgehende selbständige Bedeutung zu (<ref-ruling> E. 2a; <ref-ruling> E. 2a; je mit Hinweisen).
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 erscheint oder gar vorzuziehen wäre, genügt nicht (<ref-ruling> E. 5.4 mit Hinweisen). Die Rüge der Willkür muss in der Beschwerde anhand des angefochtenen Entscheids präzise vorgebracht und begründet werden, ansonsten darauf nicht eingetreten wird (<ref-law>; <ref-ruling> E. 1.4.1; <ref-ruling> E. 2.2).
2.3 Der Beschwerdeführer gab gegenüber der Polizei am 8. August 2007 an, er sei auf der Forchstrasse mit einer Geschwindigkeit von ca. 80 km/h gefahren. Vor dem Lichtsignal bei der Itschnacher-Kreuzung habe er abgebremst. Anschliessend habe er mit 50 bis 60 km/h die Kurve befahren (Akten Staatsanwaltschaft, Urk. 2 S. 2). A._ sagte aus, das Lichtsignal vor der Itschnacher-Kreuzung habe, kurz bevor er dieses erreicht habe, auf Grün geschaltet. Er sei mit 50 bis 60 km/h in die Kurve gefahren. Auf einem Privatparkplatz habe er versucht, das Ganze nochmals zu simulieren. Er sei mit ca. 40 km/h eine 90°-Kurve gefahren. Die Reifen hätten bereits ab dieser Geschwindigkeit zu quietschen angefangen (Akten Staatsanwaltschaft, Urk. 4 S. 2 und Urk. 74 S. 7). Der Polizeirapport vom 3. August 2007 spricht von einer "sichtlich erhöhten" Geschwindigkeit. Die sich aufeinanderfolgenden Fahrzeuge seien mit quietschenden Reifen in die Küsnachterstrasse eingebogen. Die Polizei ging angesichts der gefahrenen Geschwindigkeit davon aus, die beiden Fahrzeuglenker hätten sich ein Autorennen geliefert (Akten Staatsanwaltschaft, Urk. 1 S. 2 f.). Nicht willkürlich ist es daher, wenn die Vorinstanz von der vom Beschwerdeführer gegenüber der Polizei anerkannten Mindestgeschwindigkeit von 50 km/h ausgeht.
3. 3.1 Der Beschwerdeführer beanstandet, es sei nicht bewiesen, dass der Abstand zu dem vor ihm fahrenden Personenwagen von A._ nur 5 bis 6 Meter betragen habe. Dieser Vorwurf basiere einzig auf der Wahrnehmung zweier Polizisten. Er selber habe immer ausgesagt, er habe einen Abstand von ca. zwei Wagenlängen eingehalten (Beschwerde S. 6). Die Vorinstanz führe in Anlehnung an <ref-ruling> die Regel "halber Tacho" bzw. Abstand von zwei Sekunden ins Feld, welche im Stadtverkehr keine Gültigkeit haben könne, weil ansonsten in allen grösseren Städten der Verkehr zusammenbrechen würde. In Städten könnten vor Lichtsignalen die Abstände geringer sein als auf Autobahnen, ansonsten pro Grün-Phase nur zwei oder drei Fahrzeuge die Ampel passieren könnten. Auf Abbiegspuren vor einem Lichtsignal innerorts müsse auch ein Abstand von 6 bis 10 Metern genügen, was 11⁄2 Wagenlängen entspreche (Beschwerde S. 6 f.).
3.2 Bezüglich der zum vorausfahrenden Fahrzeug eingehaltenen Distanz stellt die Vorinstanz auf die Angaben der Polizeibeamten ab, welche den Vorfall von der gegenüberliegenden Strassenseite aus beobachteten und den Abstand auf 5 bis 6 Meter schätzten. Der Abstand wäre allerdings auch ungenügend gewesen, wenn zugunsten des Beschwerdeführers von 8 Metern (zwei Wagenlängen der beteiligten Fahrzeuge Renault Clio von ca. 4 Metern) bzw. bei einer grosszügigeren Interpretation von dessen Angaben von 10 Metern ausgegangen würde. Auch diesfalls wäre der zum Fahrzeug von A._ eingehaltene Abstand aus nachfolgenden Gründen zu gering gewesen.
3.2 Bezüglich der zum vorausfahrenden Fahrzeug eingehaltenen Distanz stellt die Vorinstanz auf die Angaben der Polizeibeamten ab, welche den Vorfall von der gegenüberliegenden Strassenseite aus beobachteten und den Abstand auf 5 bis 6 Meter schätzten. Der Abstand wäre allerdings auch ungenügend gewesen, wenn zugunsten des Beschwerdeführers von 8 Metern (zwei Wagenlängen der beteiligten Fahrzeuge Renault Clio von ca. 4 Metern) bzw. bei einer grosszügigeren Interpretation von dessen Angaben von 10 Metern ausgegangen würde. Auch diesfalls wäre der zum Fahrzeug von A._ eingehaltene Abstand aus nachfolgenden Gründen zu gering gewesen.
3.3 3.3.1 Nach <ref-law> ist gegenüber allen Strassenbenützern ein ausreichender Abstand zu wahren, namentlich beim Kreuzen und Überholen sowie beim Neben- und Hintereinanderfahren. Der Fahrzeugführer hat beim Hintereinanderfahren einen ausreichenden Abstand zu wahren, so dass er auch bei überraschendem Bremsen des voranfahrenden Fahrzeugs rechtzeitig halten kann (Art. 12 Abs. 1 VRV).
3.3.2 Was unter einem "ausreichenden Abstand" im Sinne von <ref-law> zu verstehen ist, hängt von den gesamten Umständen ab. Dazu gehören unter anderem die Strassen-, Verkehrs- und Sichtverhältnisse sowie die Beschaffenheit der beteiligten Fahrzeuge. Die Rechtsprechung hat keine allgemeinen Grundsätze zur Frage entwickelt, bei welchem Abstand in jedem Fall, d.h. auch bei günstigen Verhältnissen, eine einfache Verkehrsregelverletzung gemäss <ref-law> anzunehmen ist. Im Sinne von Faustregeln wird für Personenwagen auf die Regel "halber Tacho" (entsprechend 1,8 Sekunden) und die "Zwei-Sekunden"-Regel abgestellt (zum Ganzen <ref-ruling> E. 3.1 mit Hinweisen). Diese Distanz entspricht ungefähr der Anhaltestrecke bei plötzlichem ordnungsgemässem Bremsen und Anhalten des vorausfahrenden Personenwagens (<ref-ruling> E 2b). Für die Beurteilung, ob eine grobe Verkehrsregelverletzung im Sinne von <ref-law> anzunehmen ist, wird als Richtschnur die Regel "1/6-Tacho" bzw. Abstand von 0,6 Sekunden herangezogen (<ref-ruling> E. 3.2.2; Urteile 6B_616/2010 vom 19. Oktober 2010 E. 3.2; 6B_700/2010 vom 16. November 2010 E. 1.6.3).
3.3.3 Dem Beschwerdeführer ist insofern beizupflichten, als im dichten Stadtverkehr und beim Anfahren nach Lichtsignalen nicht strikte auf die "Zwei-Sekunden"- oder "halber Tacho"-Regel abgestellt werden kann, da der Verkehr ansonsten zum Erliegen käme. Geringere Abstände rechtfertigen sich im dichten Stadtverkehr aufgrund der reduzierten Geschwindigkeit und der erforderlichen ständigen Bremsbereitschaft (vgl. für Deutschland Hentschel/König, Strassenverkehrsrecht, 40. Aufl. 2009, N. 7 f. zu § 4 StVO; siehe auch Dähler/Peter/Schaffhauser, Ausreichender Abstand beim Hintereinanderfahren, AJP 8/99, Ziff. 2.5 S. 950, wonach die Einhaltung des "Zwei-Sekunden"-Abstands im dichten Verkehr nicht verlangt werden kann). Auch innerorts muss jedoch ein ausreichender Sicherheitsabstand eingehalten werden, so dass das Fahrzeug bei überraschendem Bremsen des Vordermanns rechtzeitig zum Stillstand gebracht werden kann. Art. 12 Abs. 1 VRV hat insofern uneingeschränkt Gültigkeit. Im Stadtverkehr muss der Abstand zwischen Personenwagen in der Regel daher mindestens der gefahrenen Strecke während der Bremsreaktionszeit, d.h. der Zeit der Wahrnehmung (inklusive Blickzuwendung) der Gefahr bzw. der aufleuchtenden Bremslichter des voranfahrenden Fahrzeugs bis zur Betätigung und zum Ansprechen des Bremspedals, entsprechen, um das Fahrzeug auf der gleichen Strecke wie der voranfahrende Fahrzeuglenker abbremsen und anhalten zu können. Diese sog. Bremsreaktionszeit beträgt Untersuchungen zufolge selbst bei einer erhöhten Bremsbereitschaft mindestens eine Sekunde, wobei nur ein sehr kleiner Teil der Testpersonen in der Lage war, diesen Wert einzuhalten. Geringere Werte von 0,7 oder 0,75 Sekunden wurden als bestmögliche Reaktionszeit nur bei Testpersonen, die das kritische Ereignis erwarteten und damit nicht unter realistischen Alltagsbedingungen, erreicht (vgl. etwa Reaktionszeit im Strassenverkehr, www.avgl.ch/pdf/Reaktionszeit.pdf, mit Verweis auf Marc Green, How Long Does It Take to Stop?, Methodological Analysis of Driver Perception-Brake Times, Transportation Human Factors, Vol. 2/3, 2000, S. 195 ff.; Bert Breuer/Karlheinz H. Bill, Bremsenhandbuch, 3. Aufl. 2006, S. 39 ff.; Hans Bäumler, Reaktionszeit im Strassenverkehr, Verkehrsunfall und Fahrzeugtechnik, 2007, S. 300 ff., mit Hinweisen).
Stellt man im dichten Stadtverkehr und beim Anfahren nach Lichtsignalen auf eine minimale Bremsreaktionszeit ab, muss folglich, selbst bei guter Sicht und trockener Fahrbahn, mindestens ein Abstand von einer Sekunde eingehalten werden, was bei einer Geschwindigkeit von 50 km/h ca. 14 Metern (13.89 Meter gerundet) entspricht. Der verkürzte Abstand setzt ein bestmögliches Reaktionsvermögen und ein im Vergleich zum vorausfahrenden Personenwagen mindestens identisches Bremsvermögen des eigenen Fahrzeugs voraus und muss auf jeden Fall durch eine erhöhte Bremsbereitschaft kompensiert werden. Abstände von 0,75 bzw. 0,8 Sekunden wurden auch in der deutschen Gerichtspraxis nur ausnahmsweise, zum Beispiel im Stossverkehr, für zulässig erklärt, mit dem Hinweis, dass der verkürzte Abstand zu gesteigerter Aufmerksamkeit und höchster Bremsbereitschaft verpflichte (vgl. Hentschel/König, a.a.O., N. 7 zu § 4 StVO mit Hinweisen). Grössere Abstände müssen auch im Stadtverkehr verlangt werden, wenn dies die Verkehrsverhältnisse zulassen, da sich das Eingehen eines erhöhten Risikos durch nahes Auffahren von vornherein nicht rechtfertigt, wo dies nicht verkehrsbedingt ist. Für die Frage, ob der Abstand ausreichend im Sinne von <ref-law> ist, sind die gesamten Umständen, namentlich auch die Strassen- und Sichtverhältnisse sowie die Beschaffenheit der beteiligten Fahrzeuge (supra E. 3.3.2), entscheidend. Im Kurvenbereich muss der Sicherheitsabstand eher grösser sein, da der Fahrer bei einem allzu brüsken Bremsmanöver in der Kurve schneller die Herrschaft über das Fahrzeug verliert.
3.4 Vorliegend muss als erwiesen gelten, dass der Beschwerdeführer bei einem unerwarteten Abbremsen von A._ ins Schleudern geraten wäre und er sein Fahrzeug auch bei dem von ihm geltend gemachten Sicherheitsabstand von 10 Metern nicht rechtzeitig hinter dem vorausfahrenden Auto hätte anhalten können, zumal, wie er selber bemerkt, das Passieren der besagten 90°-Kurve mit einer Geschwindigkeit von 50 km/h bereits für sich alleine als gewagt bezeichnet werden muss. Selbst wenn man zugunsten des Beschwerdeführers von einer Distanz von 10 Metern ausginge, wäre der eingehaltene Abstand von lediglich 0,72 Sekunden folglich zu gering gewesen. Die Vorinstanz sprach ihn daher zu Recht der einfachen Verkehrsregelverletzung durch Hintereinanderfahren mit ungenügendem Abstand schuldig. Offen bleiben kann, ob der geringe Abstand überhaupt verkehrsbedingt war, da gestützt auf die Aktenlage jedenfalls vieles dafür spricht, dass der Beschwerdeführer das Lichtsignal vor der Itschnacher-Kreuzung bei Grün passierte, ohne seine Geschwindigkeit massgeblich reduzieren zu müssen, und zum gegebenen Zeitpunkt auch kein dichter Verkehr herrschte.
4. 4.1 Der Beschwerdeführer wendet weiter ein, die Feststellung der Vorinstanz, A._ sei mit einer Geschwindigkeit von 55 km/h gefahren, als er ihn auf Höhe des Restaurants Sonnenhof überholt habe, sei willkürlich. Er habe von Anfang an ausgesagt, A._ sei immer langsamer geworden. Er sei vor dem Restaurant Sonnenhof sehr langsam gefahren, weshalb er ihn überholt habe. A._ sei zu diesem Einwand nie befragt worden. Die Begründung der Vorinstanz, auch sein Verteidiger habe es unterlassen, den Zeugen dazu zu befragen, obschon er anlässlich der Zeugeneinvernahme Gelegenheit gehabt hätte, verstosse gegen die Beweislastregel von <ref-law> und verletze Art. 9 und 29 BV (Beschwerde S. 8 f.).
4.2 A._ sagte in dem gegen ihn geführten Strafverfahren aus, er sei mit einer Geschwindigkeit von 55 bis 65 km/h unterwegs gewesen, als er vom Beschwerdeführer überholt worden sei. Dieser müsse folglich noch schneller gefahren sein (Protokoll Bezirksgericht Meilen S. 9; Akten Staatsanwaltschaft, Urk. 4, S. 4 Frage 25 und Urk. 9 S. 3). Dies bestätigte er als Zeuge in Anwesenheit des Beschwerdeführers und dessen Verteidigers auch vor dem Bezirksgericht Meilen (Protokoll S. 39). Daraus muss abgeleitet werden, dass er ebenfalls mit einer leicht übersetzten Geschwindigkeit fuhr. Wie die Vorinstanz zutreffend ausführt, belastete sich A._ mit seinen Aussagen selber. Nicht nachvollziehbar ist, weshalb er wahrheitswidrig aussagen sollte, er sei mit einer übersetzten Geschwindigkeit gefahren und sich selbst und seinen Kollegen einer Straftat bezichtigen, wenn er in Wirklichkeit sehr langsam unterwegs gewesen wäre. Die Vorinstanz durfte daher ohne Willkür davon ausgehen, der Einwand des Beschwerdeführers stelle eine blosse Schutzbehauptung dar, und auf eine explizitere Befragung von A._ in diesem Punkt verzichten. Ebenso wenig hat sie die Unschuldsvermutung als Beweislastregel verletzt, da sie dem Beschwerdeführer keineswegs einzig vorwirft, er habe seine Unschuld nicht nachgewiesen (<ref-ruling> E. 2a mit Hinweis).
5. Die Beschwerde ist abzuweisen. Bei diesem Ausgang des Verfahrens wird der Beschwerdeführer kostenpflichtig (<ref-law>).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 4'000.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Zürich, II. Strafkammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 22. März 2011
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Die Gerichtsschreiberin:
Favre Unseld