Faits:
A. Le 16 août 1986, X._, né le 15 avril 1945, directeur commercial dans une entreprise active dans le secteur de l'horlogerie de luxe, et son fils Y._, né le 20 mai 1973, circulaient en motocyclette sur une route nationale en France. Le conducteur aviné d'une voiture automobile, assuré auprès de A._ Compagnie générale d'assurances SA, aujourd'hui Z._ SA, s'est engagé devant eux sur la chaussée, provoquant un brusque freinage de la motocyclette. X._ et Y._ ont fait une chute, le premier allant heurter la voiture. La Cour d'appel de Besançon a imputé la responsabilité pénale de l'accident exclusivement au conducteur de la voiture.
X._ a subi, outre diverses fractures, un arrachement du plexus brachial gauche. Durant les dix ans qui ont suivi l'accident, il a été soumis à de nombreuses interventions chirurgicales. Il subsiste une paralyse partielle du bras et de la main gauche ainsi que d'importantes douleurs permanentes. Après l'accident, X._ a travaillé à temps partiel. A partir du 1er novembre 1995, il est devenu salarié pour une part, en qualité de directeur et administrateur, et consultant indépendant pour une autre part.
Y._, âgé de treize ans au moment de l'accident, a subi des lésions du plexus brachial droit. Malgré plusieurs interventions chirurgicales, la fonction du membre supérieur droit reste limitée. Après avoir obtenu sa maturité, Y._ est devenu opticien.
B. Le 22 septembre 1998, X._ et Y._ ont ouvert action contre Z._ SA devant la Cour civile du Tribunal cantonal vaudois. X._ a conclu au paiement de la somme de 5'256'269 fr. avec intérêt (dommage temporaire: 1'625'732 fr.; dommage futur capitalisé: 2'742'785 fr.; dommage ménager temporaire: 220'000 fr.; dommage ménager futur: 377'337 fr.; tort moral: 250'000 fr.; frais d'avocat avant ouverture d'action: 40'000 fr.; frais de notification du commandement de payer: 415 fr.). Pour sa part, Y._ a réclamé le versement d'un montant s'élevant en dernier lieu à 2'982'415 fr. plus intérêt (perte de gain future: 2'782'000 fr.; tort moral: 200'000 fr.; frais de notification du commandement de payer: 415 fr.).
Par jugement du 15 septembre 2003, la Cour civile a partiellement admis la demande. Elle a condamné Z._ SA à payer à X._ les montants de 308'383 fr. 70 avec intérêt à 5 % l'an dès le 29 août 2003 (perte de gain future), 38'680 fr. avec intérêt à 5 % l'an dès le 16 août 1986 (tort moral) et 7'125 fr. avec intérêt à 5 % l'an dès le 15 octobre 1998 (frais d'avocat). Elle l'a en outre condamnée à verser à Y._ les montants de 76'320 fr. avec intérêt à 5 % l'an dès le 29 août 2003 (perte de gain future) et 10'000 fr. avec intérêt à 5 % l'an dès le 16 août 1986 (tort moral).
Contre le jugement du 15 septembre 2003, X._ et Y._ ont recouru en nullité auprès de la Chambre des recours du Tribunal cantonal, principalement pour appréciation arbitraire des preuves. Ils ont en outre déposé un recours en réforme au Tribunal fédéral, dans lequel ils concluaient au paiement de respectivement 5'114'791 fr. et 2'389'600 fr.
Par arrêt du 25 mai 2005, la Chambre des recours a admis le recours en nullité, annulé le jugement du 15 septembre 2003 et renvoyé la cause à la Cour civile pour nouvelle instruction dans le sens des considérants et nouveau jugement. En bref, elle a jugé que la Cour civile avait arbitrairement retenu qu'une estimation du dommage relatif à la perte de gain de X._ pour les années 1996 à 1998 n'était pas possible et rejeté les autres moyens de nullité recevables.
Suite à l'annulation du jugement du 15 septembre 2003, le recours en réforme au Tribunal fédéral a été déclaré sans objet par décision de la Cour de céans du 21 septembre 2005.
La Cour civile du Tribunal cantonal a rendu son nouveau jugement le 20 mars 2007, allouant à X._, par rapport au premier, un montant supplémentaire de 276'101 fr. 90 avec intérêt à 5 % l'an dès le 1er novembre 1997, à titre de réparation de la perte de gain pour la période du 1er septembre 1996 au 31 décembre 1998. Pour le reste, elle a considéré qu'elle n'avait pas à se prononcer de nouveau sur les points du premier jugement qui n'avaient pas été mis en cause dans l'arrêt de la Chambre des recours et qu'elle était uniquement habilitée à revoir la partie de la décision entachée d'arbitraire. Dans ce sens, elle a donc confirmé les montants alloués à X._ et Y._ dans le jugement du 15 septembre 2003 par simple renvoi à celui-ci.
C. X._ (le recourant 1) et Y._ (le recourant 2) interjettent un recours en matière civile au Tribunal fédéral. Ils concluent principalement à ce que les montants déjà alloués soient augmentés de respectivement 3'825'883 fr. et 40'000 fr. plus intérêt, subsidiairement à l'annulation du jugement du 20 mars 2007, avec suite de dépens des instances cantonale et fédérale.
Z._ SA (l'intimée) propose le rejet du recours, sous suite de frais et dépens.

Considérant en droit:
1. Interjeté par les recourants qui ont partiellement succombé dans leurs conclusions (art. 76 al. 1 LTF) et dirigé contre une décision finale (art. 90 LTF) rendue en matière civile (art. 72 al. 1 LTF) par une autorité cantonale de dernière instance (art. 75 al. 1 LTF) dans une affaire pécuniaire dont la valeur litigieuse atteint le seuil de 30'000 fr. (art. 74 al. 1 let. b LTF), le recours en matière civile soumis à l'examen du Tribunal fédéral est en principe recevable, puisqu'il a été déposé dans le délai (art. 45 al. 1 et 100 al. 1 LTF) et la forme (art. 42 LTF) prévus par la loi.
2. Le recourant 1 met en cause certains faits retenus par la Cour civile du Tribunal cantonal.
2.1 Si, pour une partie des griefs recevables devant le Tribunal fédéral, la décision d'un tribunal cantonal supérieur peut être déférée à une autre autorité judiciaire cantonale, cette décision n'est pas de dernière instance pour ce qui concerne les questions susceptibles de ce recours cantonal; faute d'épuisement des voies de recours cantonales, elles ne peuvent pas être soulevées dans le cadre du recours en matière civile interjeté contre la décision du tribunal cantonal supérieur. Elles doivent d'abord faire l'objet du recours cantonal avant de pouvoir être soumises, le cas échéant, au Tribunal fédéral (cf. art. 100 al. 6 LTF).
En procédure civile vaudoise, le jugement rendu par la Cour civile du Tribunal cantonal peut faire l'objet d'un recours en nullité auprès de la Chambre des recours du Tribunal cantonal - voie de recours d'ailleurs indiquée au bas de l'arrêt querellé -, en particulier pour violation des règles essentielles de la procédure (art. 444 al. 1 ch. 3 du code de procédure civile du canton de Vaud du 14 décembre 1966 [CPC/VD; RSV 270.11]). A teneur de l'art. 444 al. 2 CPC/VD, le recours est toutefois irrecevable pour les griefs qui peuvent faire l'objet d'un recours en réforme au Tribunal fédéral. La jurisprudence cantonale en a déduit que dès lors que le grief d'arbitraire dans l'appréciation des preuves ne pouvait pas être soulevé dans un recours en réforme (art. 43 OJ), il pouvait l'être dans le recours en nullité cantonal (JT 2001 III 128).
La loi fédérale sur le Tribunal fédéral, entrée en vigueur le 1er janvier 2007, a remplacé le recours en réforme par le recours en matière civile (cf. art. 72 ss LTF); dans le cadre de ce nouveau recours, le grief de la violation de l'interdiction constitutionnelle de l'arbitraire est recevable (art. 95 LTF; <ref-ruling> consid. 3.1 p. 447, 462 consid. 2.3). L'art. 444 al. 2 CPC/VD n'a pas été adapté à la modification des voies de recours fédérales; il continue de prévoir l'exclusion des griefs susceptibles de recours en réforme.
Il en découle que le grief d'arbitraire dans l'appréciation des preuves continue d'être recevable dans le cadre du recours en nullité cantonal. Supprimer la possibilité de soulever ce grief irait au demeurant à l'encontre de l'art. 75 al. 2 LTF, qui impose aux cantons d'instituer la possibilité de recourir à un tribunal supérieur du canton; même si cette disposition n'est pas encore en vigueur (cf. art. 130 al. 2 LTF), il serait paradoxal de prendre prétexte de l'entrée en vigueur de la LTF pour supprimer une possibilité de recours cantonal répondant pour partie à une exigence qu'elle formule, voire même exclu (cf. <ref-ruling> consid. 3 et 4).
Il s'ensuit qu'en l'espèce, les recourants sont habilités à critiquer l'état de fait uniquement dans la mesure où ils ont épuisé les voies de recours cantonales, c'est-à-dire dans la mesure où un grief d'arbitraire a été valablement soulevé devant la Chambre des recours et rejeté par elle dans l'arrêt du 25 mai 2005. En effet, cet arrêt, incident et n'entraînant pas de préjudice irréparable, n'ayant pas été susceptible de faire l'objet d'un recours de droit public à l'époque (cf. art. 87 aOJ; <ref-ruling> consid. 1b p. 93 s.; <ref-ruling> consid. 3b p. 327), les faits correspondants peuvent encore être critiqués dans le cadre du présent recours.
2.2 Le Tribunal fédéral statue sur la base des faits établis par l'autorité précédente (art. 105 al. 1 LTF), dont il peut rectifier ou compléter les constatations uniquement si les faits ont été établis de façon manifestement inexacte ou en violation du droit au sens de l'art. 95 LTF (art. 105 al. 2 LTF; <ref-ruling> consid. 2.3), en particulier de l'interdiction constitutionnelle de l'arbitraire (<ref-ruling> consid. 3.1 p. 447, 462 consid. 2.3). Ce n'est que dans ces cas que le Tribunal fédéral peut s'écarter de l'état de fait souverainement constaté par l'autorité cantonale; il ne revoit pas librement les faits comme le ferait une cour d'appel.
La notion de « manifestement inexacte » correspond à celle d'arbitraire au sens de l'art. 9 Cst. (<ref-ruling> consid. 1.2.2, 384 consid. 4.2.2). D'après la jurisprudence, une décision est arbitraire lorsqu'elle est manifestement insoutenable, méconnaît gravement une norme ou un principe juridique clair et indiscuté, ou heurte de manière choquante le sentiment de la justice et de l'équité; il ne suffit pas qu'une autre solution paraisse concevable, voire préférable; pour que cette décision soit annulée, encore faut-il qu'elle se révèle arbitraire non seulement dans ses motifs, mais aussi dans son résultat (<ref-ruling> consid. 3.1). En matière d'appréciation des preuves et d'établissement des faits, il n'y a arbitraire que s'il n'a manifestement pas compris le sens et la portée d'un moyen de preuve, si, sur la base des éléments recueillis, il a fait des déductions insoutenables, ou encore s'il a omis, sans raison sérieuse, de tenir compte d'un moyen important propre à modifier la décision attaquée (<ref-ruling> consid. 2.1).
Le recourant qui entend contester les constatations de l'autorité précédente doit expliquer de manière circonstanciée en quoi les conditions de l'exception prévue par l'art. 105 al. 2 LTF sont réalisées, faute de quoi il n'est pas possible de tenir compte d'un état de fait qui diverge de celui contenu dans la décision attaquée (<ref-ruling> consid. 2.4 p. 466 s.). L'art. 97 LTF ne permet pas au recourant de se borner à contredire les constatations litigieuses par ses propres allégations ou par l'exposé de sa propre appréciation des preuves; il implique aussi que soit indiqué de façon précise en quoi ces constatations sont arbitraires, à défaut de quoi la critique est irrecevable.
2.3 Lorsque le pouvoir d'examen de l'autorité cantonale de dernière instance était limité à l'arbitraire, le Tribunal fédéral examine librement la manière dont celle-ci a fait usage de sa cognition restreinte, en recherchant si c'est à tort que cette autorité a nié l'arbitraire de l'appréciation critiquée. En effet, on ne saurait admettre une double limitation du pouvoir d'examen du Tribunal fédéral (« arbitraire au carré ») (<ref-ruling> consid. 2b p. 71 s.; <ref-ruling> consid. 1 p. 351). Cependant, comme la décision entreprise est celle qui a été rendue par l'autorité cantonale de dernière instance et non pas le jugement à elle déféré, ce libre examen ne saurait être opéré de manière plus approfondie que celui auquel l'autorité cantonale de dernière instance s'est elle-même livrée (<ref-ruling> consid. 3b p. 170).
3. Le recourant 1 s'en prend d'abord aux constatations de fait relatives à son préjudice pour la période allant du 16 août 1986, date de l'accident, au 1er septembre 1996, date du passage à la rente LAA.
3.1 Dans son premier jugement, la Cour civile a retenu que le recourant 1 aurait gagné 2'338'792 fr. sans l'accident, qu'il avait perçu un salaire de 2'081'957 fr. et qu'il avait en plus reçu des indemnités journalières LAA de 497'629 fr. 75, de sorte que son revenu effectif avait été supérieur au revenu qu'il aurait pu espérer réaliser sans accident. Elle a donc nié tout dommage pour la période concernée.
Le recourant 1 a soulevé un grief d'arbitraire dans le recours en nullité cantonal, soutenant que les indemnités journalières étaient incluses dans le montant retenu à titre de salaire. Le grief a été rejeté.
Dans son second jugement, la Cour civile n'a pas une nouvelle fois examiné cette question. Le recours en nullité ayant été rejeté sur ce point, elle s'est considérée liée par la constatation litigieuse.
Dans le présent recours au Tribunal fédéral, le recourant 1 objecte que le montant de 2'081'957 comprend déjà les indemnités LAA, qu'il chiffre à 928'056 fr. 60, et que celles-ci ne sauraient lui être imputées une seconde fois. Il fait valoir un dommage de 256'835 fr., correspondant à la différence entre le revenu hypothétique sans accident de 2'338'792 fr. et les 2'081'957 fr. effectivement perçus.
3.2 Dans ce contexte, le recourant 1 reproche, en passant, à la Cour civile de ne pas avoir réexaminé la constatation litigieuse dans le second jugement et de ne pas avoir tenu compte de nouvelles pièces produites. La critique se rapporte à la cognition de la Cour civile après renvoi de la cause par la Chambre des recours; il s'agit d'une question de procédure cantonale.
Le Tribunal fédéral ne revoit l'application du droit cantonal que sous l'angle de la violation de l'interdiction constitutionnelle de l'arbitraire (art. 95 LTF; <ref-ruling> consid. 2.3). Ce grief peut être examiné uniquement s'il a été invoqué et motivé (art. 106 al. 2 LTF). Les exigences en matière de motivation correspondent à celles prévues à l'art. 90 al. 1 let. b aOJ pour l'ancien recours de droit public. L'acte de recours doit donc contenir, sous peine d'irrecevabilité, un exposé précisant de manière circonstanciée en quoi consiste la violation du droit constitutionnel (<ref-ruling> consid. 6).
Une telle démonstration fait défaut en l'espèce, de sorte qu'il n'y a pas à entrer en matière sur la question.
3.3 Le montant retenu de 2'081'957 fr. ressort du compte individuel AVS du recourant 1; il est le résultat de l'addition des revenus annuels annoncés par ses employeurs à la caisse de compensation pour la période concernée. La Cour civile en a déduit que ce montant n'incluait pas les indemnités LAA. En effet, selon la législation topique, les prestations d'assurance en cas d'accident, de maladie ou d'invalidité, sous réserve de cas sans pertinence en l'espèce, ne sont pas prises en compte comme revenu provenant d'une activité lucrative et sont donc exceptées du salaire déterminant pour le calcul des cotisations AVS (cf. art. 5 al. 4 de la loi fédérale sur l'assurance-vieillesse et survivants du 20 décembre 1946 [LAVS; RS 831.10]; art. 6 al. 2 let. b et art. 7 let. m du règlement fédéral sur l'assurance-vieillesse et survivants du 31 octobre 1947 [RAVS; RS 831.101]; <ref-ruling> consid. 3d et 3e p. 180 s.).
Le recourant 1 objecte que son employeur a agi par erreur suite à la méconnaissance du système. Cela revient à soutenir que durant dix ans, les sociétés du groupe qui l'employaient ont annoncé à la caisse de compensation des montants importants qu'ils ne déboursaient pas eux-mêmes et ont donc à tort payé les cotisations sociales sur ces montants. Rien ne démontre cette prétendue erreur. Le recourant 1, à réception du complément d'expertise détaillant le compte individuel AVS, n'a pas réagi ni requis de mesures d'instruction. Le fait que les indemnités aient été versées aux employeurs et non pas directement au recourant 1 n'implique nullement que les employeurs les aient incluses dans le salaire déclaré à la caisse de compensation. Enfin, même si le salaire versé au recourant 1 contenait une part qualifiée de « salaire social », cela ne signifierait pas encore que cette part était constituée des indemnités LAA; le recourant 1 parle d'ailleurs lui-même de libéralités de l'employeur. En résumé, le recourant 1 ne démontre pas l'arbitraire de la constatation selon laquelle les montants annoncés à la caisse de compensation ne comprennent pas les indemnités LAA.
4. Le recourant 1 se plaint d'une violation du droit fédéral dans la mesure où la Cour civile a imputé la part de son salaire constituant un « salaire social » sur son dommage, faisant ainsi profiter l'assureur du responsable civil des libéralités de l'employeur à son employé accidenté. Pour la période allant du 16 août 1986 au 1er septembre 1996, il chiffre le salaire social à 961'000 fr. Ce montant correspond à 75 % de 1'281'599 fr. 40, obtenus en déduisant de 2'209'656 fr. de revenus annoncés à la caisse de compensation 928'056 fr. 60 d'indemnités LAA; il est à relever que ces deux derniers chiffres divergent de ceux retenus dans le jugement attaqué.
La réalité et, le cas échéant, le montant du « salaire social » est une question de fait. Or, la Cour civile ne s'est pas spécifiquement prononcée sur la question de savoir si les employeurs du recourant 1 lui avaient, durant la période concernée, versé un salaire plus important que celui auquel il avait droit au regard de sa capacité de travail. Elle n'a a fortiori pas déterminé quelle part du salaire versé l'aurait été à titre de libéralité. Il n'y a en particulier aucune trace, dans le jugement attaqué, du taux de 75 % avancé par le recourant 1. La seule allusion à un salaire social est une remarque faite dans un autre contexte, celui du lien de causalité entre l'accident et le changement d'activité du recourant 1 à la fin de la période litigieuse: la Cour civile relève que c'est par humanité et par amitié que l'employeur a gardé le recourant 1 comme employé en lui allouant en outre un salaire en partie à caractère social. Sur cette seule base, il est d'emblée exclu de trancher la question de droit soulevée par le recourant 1.
A noter que dans le recours en nullité cantonal, le recourant 1 ne s'est pas plaint de ce que la Cour civile, en violation du droit de procédure cantonal ou du droit constitutionnel d'être entendu, n'aurait pas suffisamment instruit la cause sur ce point. Faute d'épuisement des voies de recours cantonales, il ne pouvait plus soulever ce grief dans le présent recours; il ne l'a d'ailleurs pas fait.
5. Le recourant 1 critique la constatation en fait de son préjudice pour la période allant du 1er janvier 1999 au 31 décembre 2006.
5.1 Dans son premier jugement, la Cour civile a considéré que le recourant 1 n'avait pas prouvé avoir subi un dommage entre le 1er septembre 1996 et la fin août 2003, date du jugement.
Dans son recours en nullité cantonal, le recourant 1 a contesté ce point du jugement. La Chambre des recours a admis le grief d'arbitraire pour ce qui concerne la période allant du 1er septembre 1996 au 31 décembre 1998 et l'a rejeté pour le surplus, estimant qu'il n'était pas arbitraire de retenir que pour les années 1999 à 2003, le dossier ne contenait pas d'éléments suffisants pour fixer les revenus réalisés.
Dans son second jugement, la Cour civile du Tribunal cantonal a constaté un dommage de 276'101 fr. 90 entre le 1er septembre 1996 et le 31 décembre 1998; ce point n'est plus remis en cause par le recourant 1. Pour ce qui est des années 1999 à 2003, la Cour civile a estimé être liée par son premier jugement et a donc refusé de réexaminer la question. Elle n'a pas non plus modifié le montant alloué pour compenser le dommage futur, calculé dès août 2003.
5.2 Savoir si la Cour civile était liée par son premier jugement ou si elle pouvait et devait revoir la question du dommage pour la période du 1er janvier 1999 au 31 décembre 2003 est une question de procédure cantonale, que le Tribunal ne peut revoir que sous l'angle de la violation de l'interdiction constitutionnelle de l'arbitraire et pour autant que le recourant ait expressément soulevé et motivé ce grief (cf. supra consid. 3.2). Le recourant 1 ne soulève et ne motive pas un tel grief, si bien qu'il y a lieu d'en rester à ce que la Cour civile ne pouvait plus revoir la question dans le second jugement.
5.3 Pour ce qui est des faits, le recourant 1 peut dès lors uniquement critiquer l'arrêt de la Chambre des recours dans la mesure où le grief d'arbitraire soulevé dans le recours en nullité cantonal et relatif au dommage en question a été rejeté.
Le recourant 1 se fonde sur des éléments établis dans le second jugement de la Cour civile, postérieur à l'arrêt de la Chambre des recours, notamment les revenus pour la période du 1er septembre 1996 au 31 décembre 1998. Or, on ne saurait évidemment reprocher à la Chambre des recours de ne pas en avoir tenu compte lors de l'examen du recours en nullité.
Le recourant 1 critique ensuite le taux de capacité résiduelle de gain de 70 % retenu dans le premier jugement de la Cour civile. La Chambre des recours a considéré que ce taux n'était pas arbitraire au motif qu'il découlait du revenu effectif réalisé en 1996. En effet, le recourant 1 avait lui-même annoncé pour cette année-là un revenu de 196'000 fr., ce qui correspond à 70 % du revenu hypothétique retenu de 280'000 fr.
Le recourant 1 ne s'en prend pas à cette argumentation en tant que telle. Il renvoie, sans autre démonstration, à l'expertise médicale, qui relèverait un taux de capacité de 30 %. Certes, celle-ci parle de capacité d'exercer une activité professionnelle limitée à 30 %, mais aussi de capacité maximale de gain de 50 % et de capacité de gain en régression depuis 1996. La Cour civile n'a pas ignoré cette expertise; relevant qu'il n'y avait pas nécessairement de rapport mathématique entre la capacité de travail et la capacité de gain, elle s'est écartée du taux formulé par l'expert pour se fonder sur le gain effectivement réalisé par le recourant 1 en 1996, le dernier revenu établi. Cette appréciation n'est pas insoutenable. En tout cas, le recourant 1 ne le démontre pas.
Le recourant 1 renvoie en outre à l'expertise économique. A défaut de toute discussion concrète d'éléments ressortant de cette expertise qui ne seraient pas conciliables avec le taux retenu par la Cour civile, il n'y a pas à entrer en matière.
6. Le recourant 1 critique la constatation du préjudice futur dès le 1er janvier 2007, y compris pour la période postérieure à ses soixante-cinq ans.
6.1 Dans son premier jugement, la Cour civile a calculé le dommage futur que le recourant 1 supportait dès le 29 août 2003 sur la base d'une capacité résiduelle de gain de 70 %, d'un revenu annuel hypothétique de 280'000 fr. et de la fin de l'activité professionnelle à l'âge de soixante-cinq ans, arrivant ainsi à un gain hypothétique capitalisé de 489'720 fr., dont elle a soustrait la rente LAA capitalisée de 181'336 fr. 30. Elle a ainsi retenu une perte de gain future de 308'383 fr. 70 pour la période allant du 29 août 2003 au 15 avril 2010, et elle a nié une perte de gain future pour la période postérieure à cette dernière date.
Dans son recours en nullité cantonal, le recourant 1 a contesté comme étant arbitraire le taux de capacité résiduelle de travail de 70 %, le revenu hypothétique de 280'000 fr. et la constatation selon laquelle il aurait mis fin à son activité professionnelle à l'âge de soixante-cinq ans. La Chambre des recours a rejeté ces griefs.
Dans son second jugement, la Cour civile n'a plus réexaminé la question de la perte de gain future, s'estimant liée par sa première décision.
6.2 Le recourant 1 conteste d'abord le préjudice futur jusqu'au moment où il aura soixante-cinq ans. Il relève que la Cour civile ne lui a pas alloué d'indemnisation pour perte future dès le 1er janvier 2007, et il procède à un calcul sur la base de chiffres qui ne ressortent pas du premier jugement de la Cour civile. Comme le relève l'intimée, il n'est pas aisé de suivre et de saisir l'argumentation du recourant 1. Quoi qu'il en soit, la Cour civile, dans son premier jugement, lui a alloué une indemnité pour perte de gain durant la période allant jusqu'au 15 avril 2010; la prémisse du recourant 1 est fausse. Pour le surplus, il ne démontre pas en quoi les chiffres retenus seraient arbitraires ou quels principes de droit la Cour civile auraient violés lors de l'établissement du dommage. Il n'y a pas lieu d'entrer en matière.
6.3 La critique du recourant 1 vise pour l'essentiel la constatation selon laquelle même sans l'accident, il aurait cessé son activité professionnelle à l'âge de soixante-cinq ans et n'aurait donc pas exercé d'activité lucrative après le 15 avril 2010. Comme moyen de preuve, il avait indiqué l'audition comme témoins de son épouse, d'un cousin germain, d'un collègue de travail et de son employeur. Tous quatre ont déclaré être d'avis que le recourant 1 était un battant et qu'il n'aurait pas pris sa retraite à soixante-cinq ans. La Cour civile n'en a pas tenu compte, dès lors que ces personnes avaient seulement émis un avis personnel; elle a sans autre explication considéré qu'il n'était pas établi que le recourant aurait continué à travailler après soixante-cinq ans. La Chambre des recours a jugé qu'il n'y avait pas là d'arbitraire, les témoins n'ayant pas déposé sur un fait qu'ils auraient directement constaté, mais uniquement exprimé un pronostic quant à un fait futur hypothétique, ce qui ne saurait lier le juge.
Le recourant 1 reproche aux autorités cantonales de ne pas avoir retenu l'avis des témoins sans indiquer de motif pour mettre en doute la crédibilité de ces personnes. Dès lors qu'il n'existerait aucun autre moyen de preuve que ces témoignages, elles seraient tombées dans l'arbitraire.
L'assuré qui fait valoir une perte de gain future pour la période postérieure à l'âge de la retraite supporte le fardeau de la preuve; il doit démontrer ou du moins rendre vraisemblable que sans l'accident assuré, il aurait exercé une activité lucrative après l'âge de la retraite. Lorsqu'au moment de l'accident, l'assuré n'a pas encore entrepris de démarches concrètes en vue de cette activité, la preuve peut être difficile à apporter, mais cela ne diminue pas les exigences en matière de preuve.
En l'espèce, le recourant 1 n'a pas pu fournir de moyens de preuve autres que l'avis de personnes proches. Celles-ci ne se sont pas exprimées sur un fait qu'elles auraient constaté, mais ont, en 2003, émis l'avis que le recourant 1 aurait exercé une activité lucrative au-delà de l'an 2010 s'il n'avait pas été accidenté en 1986. Il s'agit d'avis personnels sur un fait futur hypothétique. A défaut de tout indice concret pour les étayer, il n'y a pas arbitraire à ne pas être convaincu de leur bien-fondé, peu importe qu'ils émanent de personnes de bonne foi; que le recourant 1 ne dispose pas d'autres moyens de preuve n'y change rien. Le grief d'arbitraire est infondé.
6.4 En relation avec la preuve du fait qu'il aurait exercé une activité lucrative après l'âge de la retraite, le recourant 1 se plaint également d'une violation de l'art. 8 CC. Il soutient que le rejet de ses seuls moyens de preuve par les autorités cantonales reviendrait à le priver de son droit à la preuve.
Du droit à la preuve déduit de l'art. 8 CC, il découle uniquement que le juge doit administrer les preuves adéquates régulièrement offertes selon les règles de la loi de procédure applicable, et cela pour autant qu'il s'agisse de prouver un fait qui n'a pas déjà été prouvé (cf. <ref-ruling> consid. 2.6 p. 24 s.). En l'espèce, la Cour civile a entendu les témoins cités par le recourant 1, de sorte que l'on ne discerne pas de violation du droit à la preuve.
7. Le recourant 1 critique le refus de lui allouer une indemnité pour préjudice ménager. Il demande 275'000 fr. à ce titre.
7.1 Dans son premier jugement, la Cour civile a retenu que rien ne permettait de conclure que le recourant 1 effectuait des travaux ménagers ou y participait ni que, du fait de son invalidité, les membres de sa famille avaient dû le remplacer dans ses tâches ménagères. Elle a en outre relevé que le fait qu'il avait de la peine à fermer ses boutons, mettait du temps à s'habiller et ne pouvait plus pratiquer d'activités sportives ne relevait pas du dommage ménager, mais du tort moral.
Dans son recours en nullité cantonal, le recourant 1 n'a pas soulevé de grief relatif au préjudice ménager.
Dans son second jugement, la Cour civile ne s'est pas penchée une nouvelle fois sur la question du préjudice ménager, dès lors qu'elle s'estimait liée par sa première décision.
7.2 La Cour civile a estimé que les allégués du recourant 1 relatifs au dommage ménager n'avaient pas été prouvés au motif que les témoins entendus à ce sujet avaient un lien relativement proche avec lui et qu'aucun de ceux-ci n'avait mentionné une activité ménagère en tant que telle dont il se serait chargé avant l'accident. Dans la mesure où le recourant 1 entend contester cette appréciation des preuves ou constatation des faits, la critique est irrecevable, faute d'épuisement des voies de recours cantonales. Le grief sera donc examiné sur la base des faits retenus par la Cour civile.
7.3 Le préjudice ménager ou dommage domestique correspond à la perte de la capacité d'exercer des activités non rémunérées, telles que la tenue du ménage, ainsi que les soins et l'assistance fournies aux enfants. Ce type de préjudice donne droit à des dommages-intérêts en application de l'art. 46 al. 1 CO, peu importe qu'il ait été compensé par une aide extérieure, qu'il occasionne des dépenses accrues de la personne partiellement invalide, qu'il entraîne une mise à contribution supplémentaire des proches ou que l'on admette une perte de qualité des services. L'établissement du préjudice ménager est essentiellement une question de fait et d'appréciation; le Tribunal fédéral n'intervient donc que si l'autorité inférieure a méconnu la notion juridique de cette catégorie de dommage ou d'autres principes de droit qui en régissent le calcul ou si, sans disposer d'éléments concrets, elle s'est laissé guider par des considérations contraires à l'expérience de la vie. Lors du calcul du préjudice ménager, la jurisprudence préconise de procéder en deux étapes, en évaluant tout d'abord le temps nécessaire aux tâches ménagères, puis en fixant le coût de cette activité (<ref-ruling> consid. 8.1).
Le recourant 1 reproche à la Cour civile d'être partie d'une notion fausse du préjudice ménager. Il soutient, sans autre référence, que ce préjudice ne se limiterait nullement à l'entretien de l'appartement, comme faire la lessive, la vaisselle et le ménage proprement dit, mais engloberait, s'agissant en particulier d'un homme dans le « modèle traditionnel du couple » avec « femme au foyer », tous les actes qu'un homme accomplit normalement dans le ménage, ne serait-ce que pour lui-même, mais également pour aider les autres membres de la famille, comme par exemple s'occuper des enfants, ranger ses propres affaires, participer aux achats, impliquant le port d'objets parfois lourds, effectuer les petites réparations courantes ou le bricolage, faire et défaire les bagages lors de déplacements, faire « le chauffeur » pour d'autres personnes de la famille, ou entretenir les véhicules et le jardin. Il considère qu'il y a dès lors lieu de retenir un handicap de deux heures par jour, à indemniser à raison de 30 fr. l'heure.
Le dommage ménager compense une perte d'aptitude au travail, la perte de l'aptitude de s'occuper du ménage et des enfants. Il ne se rapporte donc pas aux petits services qu'on se rend entre membres d'une famille ou aux activités qui ne servent pas à l'entretien de la famille (cf. Brehm, Commentaire bernois, n. 19d ad art. 42 CO). La notion défendue par le recourant 1 est trop large. Quoi qu'il en soit, à défaut de toute constatation de fait sur une éventuelle exécution de tâches ménagères par le recourant 1, l'allocation d'une indemnité pour préjudice ménager n'entre pas en ligne de compte.
8. Le recourant 1 critique le montant de 70'000 fr. qui lui a été alloué à titre de réparation du tort moral (dont a été déduit l'indemnité pour atteinte à l'intégrité de 31'320 fr.). Il réclame un supplément de 130'000 fr., soit 200'000 fr. en tout.
8.1 Dans son premier jugement, la Cour civile a relevé que le recourant 1 était resté hospitalisé plus d'un mois après l'accident et avait dû subir de nombreuses interventions, que sa vie avait été complètement chamboulée par les conséquences de l'accident, qu'il avait souffert de douleurs intenses périodiques pendant plusieurs années et que les douleurs persistent, bien que moins intenses, que la souffrance morale liée à ces douleurs avait été importante et qu'aujourd'hui encore, le recourant 1 devait faire un effort plus important au quotidien et ne paraissait pas encore avoir surmonté psychologiquement son handicap, enfin qu'il avait pratiquement perdu l'usage du bras gauche, ce qui rendait les gestes quotidiens plus difficiles et plus longs. Dans son second jugement, la Cour civile n'a plus réexaminé cette question, estimant être liée par son premier jugement.
8.2 En vertu de l'art. 47 CO, applicable par renvoi de l'art. 62 al. 1 de la loi fédérale sur la circulation routière du 19 décembre 1958 (LCR; RS 741.01), le juge peut, en tenant compte de circonstances particulières, allouer à la victime de lésions corporelles une indemnité équitable à titre de réparation morale. L'indemnité a pour but exclusif de compenser le préjudice que représente une atteinte au bien-être moral. Le principe d'une indemnisation du tort moral et l'ampleur de la réparation dépendent d'une manière décisive de la gravité de l'atteinte et de la possibilité d'adoucir de façon sensible, par le versement d'une somme d'argent, la douleur physique ou morale (<ref-ruling> consid. 2.2.2; <ref-ruling> consid. 9b p. 315).
L'art. 47 CO demande au juge de tenir compte de « circonstances particulières » pour allouer une somme pour tort moral. Ces circonstances particulières doivent consister dans l'importance de l'atteinte à la personnalité du lésé, l'art. 47 CO étant un cas d'application de l'art. 49 CO. Les lésions corporelles, qui englobent tant les atteintes physiques que psychiques, doivent donc en principe impliquer une importante douleur physique ou morale ou avoir causé une atteinte durable à la santé; parmi les circonstances qui peuvent, selon les cas, justifier l'application de l'art. 47 CO, figurent une longue période de souffrance et d'incapacité de travail, de même que les préjudices psychiques importants tel qu'un état post-traumatique conduisant à un changement durable de la personnalité (arrêt 4C.283/2005 du 18 janvier 2006, consid. 3.1.1, reproduit in JT 2006 I 476, consid. 2 p. 477 s.; cf. également Hütte, Anleitung zur Ermittlung angemessener Genugtuungsleistungen im Zivil- und im Opferhilferecht, in Personen-Schaden-Forum 2005, Zurich 2005, p. 139 ss, spéc. p. 165 ss; Werro, Commentaire romand, n. 87 ad art. 47 CO; Brehm, La réparation du dommage corporel en responsabilité civile, Berne 2002, n. 835 ss p. 362 s.).
Statuant selon les règles du droit et de l'équité (art. 4 CC), le juge dispose d'un large pouvoir d'appréciation (cf. <ref-ruling> consid. 2.2.3 p. 120). Le Tribunal fédéral ne substitue qu'avec retenue sa propre appréciation à celle de la juridiction cantonale. Il n'intervient que si la décision s'écarte sans raison des règles établies par la doctrine et la jurisprudence en matière de libre appréciation, ou lorsqu'elle repose sur des faits qui, dans le cas particulier, ne devaient jouer aucun rôle, ou encore lorsqu'elle n'a pas tenu compte d'éléments qui auraient absolument dû être pris en considération; en outre, il redresse un résultat manifestement injuste ou une iniquité choquante (<ref-ruling> consid. 2.2.5; <ref-ruling> consid. 5.1 p 705).
8.3 Le recourant 1 met en avant la durée du traitement et les nombreuses opérations, les douleurs persistantes et le sommeil perturbé, le chamboulement de sa vie professionnelle et privée. La Cour civile n'a pas ignoré ces éléments, qui justifient manifestement l'octroi d'une indemnité pour tort moral. Le montant de 70'000 fr. ne saurait toutefois être considéré comme inique; il n'est en général pas alloué de montants plus élevés en cas de lésions corporelles, hormis dans des cas de tétraplégie, paraplégie ou graves lésions cérébrales (cf. arrêt 4A_373/2007 du 8 janvier 2008, destiné à la publication aux ATF, consid. 3.3; cf. également les cas répertoriés par Hütte/Ducksch/Gross/Guerrero, Le tort moral, 3e éd., Genève/Zurich/Bâle, état 2006, spéc. chapitre VIII). Le recourant 1 lui-même n'en cite d'ailleurs aucun exemple. Comme le relève l'intimée, le montant de 200'000 fr. exigé par le recourant 1 est totalement en dehors des montants habituels alloués. Le grief est infondé.
9. Le recourant 2 s'en prend également au montant du tort moral qui lui a été alloué, fixé à 10'000 fr. Il prétend obtenir un supplément de 40'000 fr., soit un total de 50'000 fr.; en instance cantonale, il avait demandé 200'000 fr.
9.1 Dans son premier jugement, la Cour civile a retenu qu'au moment de l'accident, le recourant 2 était âgé de treize ans, que dès ce jeune âge, il avait dû subir plusieurs interventions et avait également souffert de douleurs qui se manifestent encore occasionnellement, qu'il persistait un sévère handicap neurologique et enfin que moralement, il avait aussi été affecté par les séquelles de l'accident, regrettant de ne pas pouvoir faire de sport avec ses camarades et de ne pas être comme eux. Dans son second jugement, la Cour civile ne s'est pas penchée une nouvelle fois sur la question du tort moral, estimant être liée par sa première décision.
9.2 Dans le recours présentement soumis à l'examen du Tribunal fédéral, le recourant 2 se limite à rappeler les éléments retenus par la Cour civile pour ensuite affirmer que le montant alloué est totalement insuffisant. On peut se demander si une telle motivation répond aux exigences légales (cf. art. 42 al. 2 LTF). La question peut toutefois rester indécise. En effet, au vu des éléments susmentionnés et du fait que le recourant 2 est pleinement apte à exercer son métier, il ne peut pas être retenu que le montant alloué serait d'une iniquité choquante.
9.2 Dans le recours présentement soumis à l'examen du Tribunal fédéral, le recourant 2 se limite à rappeler les éléments retenus par la Cour civile pour ensuite affirmer que le montant alloué est totalement insuffisant. On peut se demander si une telle motivation répond aux exigences légales (cf. art. 42 al. 2 LTF). La question peut toutefois rester indécise. En effet, au vu des éléments susmentionnés et du fait que le recourant 2 est pleinement apte à exercer son métier, il ne peut pas être retenu que le montant alloué serait d'une iniquité choquante.
10. Compte tenu de l'issue du litige, les frais judiciaires et dépens sont mis à la charge des recourants, solidairement entre eux. Dans les rapports internes, le recourant 1 supportera les neuf dixièmes des montants y relatifs, le solde étant supporté par le recourant 2, en considération du montant de leurs conclusions respectives (cf. art. 66 al. 1 et 5 ainsi que 68 al. 1, 2 et 4 LTF).

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté dans la mesure où il est recevable.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 20'000 fr., sont mis à la charge des recourants, solidairement entre eux. Dans les rapports internes, X._ supportera les neuf dixièmes du montant susmentionné, le solde étant supporté par Y._.
3. Une indemnité de 22'000 fr., à payer à l'intimée à titre de dépens, est mise à la charge des recourants, solidairement entre eux. Dans les rapports internes, X._ supportera les neuf dixièmes du montant susmentionné, le solde étant supporté par Y._.
4. Le présent arrêt est communiqué aux mandataires des parties et à la Cour civile du Tribunal cantonal vaudois.
Lausanne, le 22 février 2008
Au nom de la Ire Cour de droit civil
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: La Greffière:
Corboz Cornaz