Erwägungen:
1. Der nigerianische Staatsangehörige X._ (geb. 1983) reiste Ende 2000 in die Schweiz ein und stellte unter falschen Personalien ein Asylgesuch, das am 1. November 2002 rechtskräftig abgewiesen wurde. Der Ausreiseverpflichtung kam er nicht nach.
Am 8. September 2005 heiratete X._ die Schweizer Bürgerin Y._ (geb. 1985) und ersuchte in der Folge - unter richtigen Personalangaben - um Erteilung einer Aufenthaltsbewilligung, die erstmals am 30. November 2005 erteilt und letztmals bis am 7. September 2009 verlängert wurde. Mit Verfügung vom 10. Januar 2011 lehnte das Migrationsamt des Kantons Zürich das Gesuch vom 29. Oktober 2010 um Verlängerung der Aufenthaltsbewilligung bzw. um Erteilung der Niederlassungsbewilligung wegen wiederholter Straffälligkeit von X._ ab und ordnete dessen Wegweisung aus der Schweiz an. Die dagegen erhobenen kantonalen Rechtsmittel blieben erfolglos.
Vor Bundesgericht beantragt X._, das Urteil des Verwaltungsgerichts des Kantons Zürich vom 16. November 2011 aufzuheben und die Aufenthaltsbewilligung zu verlängern bzw. eine Niederlassungsbewilligung zu erteilen, eventualiter die Verlängerung der Aufenthaltsbewilligung mit einer Verwarnung zu verbinden und subeventualiter das Bundesamt für Migration anzuweisen, X._ die vorläufige Aufnahme zu erteilen.
Am 6. Februar 2012 hat der Abteilungspräsident der Beschwerde aufschiebende Wirkung zuerkannt.
2. Die Beschwerde erweist sich als offensichtlich unbegründet; sie kann ohne Weiterungen mit summarischer Begründung im vereinfachten Verfahren nach Art. 109 BGG erledigt werden.
2.1 Auf die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheit wird eingetreten, wenn die ausländische Person dartut, dass potenziell ein Anspruch auf die beantragte Bewilligung besteht; ob die jeweiligen Voraussetzungen erfüllt sind, bildet Gegenstand der materiellen Beurteilung (Art. 83 lit. c Ziff. 2 BGG; <ref-ruling> E. 3.3 S. 500 f.). Der Beschwerdeführer ist nigerianischer Staatsangehöriger und seit 2005 mit einer Schweizer Bürgerin in einer tatsächlich gelebten und intakten Ehe verheiratet. Folglich kann er sich grundsätzlich auf Art. 42 AuG (SR 142.20) und Art. 8 EMRK bzw. Art. 13 Abs. 1 BV berufen (Urteil 2C_832/2011 vom 9. Juli 2012 E. 2). Auf die Eingabe ist mit folgender Einschränkung einzutreten: Das vor dem Bundesgericht erstmals gestellte Begehren betreffend die vorläufige Aufnahme und die zu dessen Begründung vorgebrachten Tatsachenbehauptungen und Beweismittel sind unzulässig (Art. 99 BGG).
2.2 Der Beschwerdeführer rügt eine Verletzung von Art. 8 EMRK, Art. 13 BV, Art. 36 Abs. 3 BV sowie der Art. 42 und 62 f. AuG, was nachfolgend zu prüfen ist.
2.2.1 Das Erlöschen der Ansprüche nach Art. 42 AuG setzt einen Widerrufsgrund nach Art. 63 AuG voraus und muss darüber hinaus verhältnismässig sein (Art. 51 Abs. 1 lit. b AuG; Art. 96 Abs. 1 AuG). Der Beschwerdeführer ist am 6. April 2010 zu einer unbedingten Freiheitsstrafe von 24 Monaten verurteilt worden, womit er einen Widerrufsgrund gesetzt hat (Art. 63 Abs. 1 lit. a i.V.m. Art. 62 lit. b AuG; <ref-ruling> E. 4.2 S. 381). Die erforderliche Interessenabwägung erfolgt unter Berücksichtigung der ganzen Rechtsordnung, namentlich der Ansprüche aus Art. 8 EMRK und Art. 13 Abs. 1 BV.
2.2.2 Der Beschwerdeführer hat seit seiner Einreise in die Schweiz fortgesetzt gegen die Rechtsordnung verstossen. So stellte er unter falschen Personalien ein Asylgesuch und weigerte sich nach dessen Ablehnung, die Schweiz zu verlassen. In den Jahren 2001 bis 2010 wurde der Beschwerdeführer insgesamt siebenmal bestraft, darunter mehrfach und hauptsächlich wegen Widerhandlungen gegen das Betäubungsmittelgesetz und gegen ausländerrechtliche Bestimmungen. Dabei dürfen entgegen der Auffassung des Beschwerdeführers bei der Interessenabwägung auch Delikte berücksichtigt werden, die im Strafregisterauszug nicht erscheinen (Urteil 2C_477/2008 vom 24. Februar 2009 E. 3.2.2). Die verhängten Freiheitsstrafen belaufen sich auf insgesamt 45 Monate, wobei in der jüngsten Verurteilung vom 6. April 2010 eine unbedingte Freiheitsstrafe von 24 Monaten wegen schwerer Widerhandlung gegen das Betäubungsmittelgesetz angeordnet wurde. Zur Begründung des unbedingten Vollzugs führte das Gericht aus, es bestünden starke Zweifel daran, dass der Beschwerdeführer nicht bei nächster Gelegenheit erneut der Versuchung erliegen werde, durch Drogengeschäfte leichtes Geld zu verdienen. Gerade solche Gründe sind es, die mit dazu führen, dass das Bundesgericht bei Betäubungsmitteldelikten eine strenge Praxis verfolgt (<ref-ruling> E. 4a/aa S. 527; Urteil 2C_673/2011 vom 3. August 2012 E. 3.3). Zu Recht hält die Vorinstanz fest, dass angesichts dieser Umstände ein erhebliches öffentliches Interesse an der Wegweisung des Beschwerdeführers als eines notorischen Betäubungsmitteldelinquenten besteht.
2.2.3 Hinzu kommt, dass sich der Beschwerdeführer über längere Zeit ohne geregeltes Anwesenheitsrecht in der Schweiz aufgehalten hat, wobei der Zeitpunkt der Eheschliessung in diese Zeit fällt. Seit der rechtskräftigen Abweisung des Asylgesuchs am 1. November 2002 verfügte der Beschwerdeführer einzig in der Zeit vom 30. November 2005 bis 7. September 2009 über eine Aufenthaltsbewilligung in der Schweiz, wobei die am 22. Januar 2004 angeordnete Landesverweisung erst per 1. Januar 2007 infolge einer Revision des Strafgesetzbuches aufgehoben wurde (Ziff. 1 Abs. 2 der Schlussbestimmungen der Änderung des StGB vom 13. Dezember 2002). Zudem verbrachte der Beschwerdeführer seit Februar 2006 rund 24 Monate in Haft- und Strafvollzug. Aufgrund der Landesverweisung im Zeitpunkt der Eheschliessung musste die Schweizer Ehefrau damit rechnen, dass das Eheleben in der Schweiz nicht möglich sein würde. Auch dies spricht gegen einen weiteren Aufenthalt des Beschwerdeführers in der Schweiz (vgl. Urteil 2C_141/2012 vom 30. Juli 2012 E. 6.3; Urteil des EGMR Darren Omoregie und andere gegen Norwegen vom 31. Juli 2008, § 57).
2.2.4 Angesichts der Straftaten (E. 2.2.2) und des über längere Zeit ungeregelten Aufenthalts (E. 2.2.3) liesse sich ein weiterer Aufenthalt des Beschwerdeführers in der Schweiz auch nicht damit begründen, dass der Ehefrau des Beschwerdeführers, sollte sie sich denn überhaupt dazu entschliessen, die Ausreise nach Kenia nur schwer zumutbar oder gar unzumutbar sei. Dabei ist auch zu berücksichtigen, dass die Ehe bisher kinderlos blieb. Zudem hat sich der Beschwerdeführer gemäss den Vorinstanzen weder beruflich noch sozial in der Schweiz integriert. Der Beschwerdeführer behauptet zwar Gegenteiliges, führt dies jedoch nicht näher aus, sondern verweist auf seine vorinstanzliche Rechtsschrift. Eine solche appellatorische Kritik genügt den Begründungsanforderungen nicht (Art. 42 Abs. 1 und 2 BGG; <ref-ruling> E. 1.3 S. 306 mit Hinweisen). Mit Blick auf das erhebliche öffentliche Interesse an der Fernhaltung des Beschwerdeführers ist die Nichtverlängerung der Aufenthaltsbewilligung auch ohne vorgängige Verwarnung verhältnismässig (Urteil 2C_283/2011 vom 30. Juli 2011 E. 2.3). Für alles Weitere kann auf die zutreffenden Ausführungen im vorinstanzlichen Urteil verwiesen werden (Art. 109 Abs. 3 BGG).
3. Dem Verfahrensausgang entsprechend wird der unterliegende Beschwerdeführer kostenpflichtig (Art. 66 Abs. 1 BGG). Es sind keine Parteientschädigungen geschuldet (Art. 68 Abs. 3 BGG).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 1'000.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3. Dieses Urteil wird den Verfahrensbeteiligten, dem Verwaltungsgericht des Kantons Zürich und dem Bundesamt für Migration schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 8. November 2012
Im Namen der II. öffentlich-rechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Zünd
Der Gerichtsschreiber: Egli