Sachverhalt:
A. Das Bezirksgericht Zürich verurteilte X._ am 13. Oktober 2010 wegen Betrugs (<ref-law>), mehrfachen versuchten Betrugs (Art. 146 Abs. 1 i.V.m. <ref-law>), versuchter Nötigung (Art. 181 i.V.m. <ref-law>), mehrfacher sexueller Nötigung (<ref-law>) und Urkundenfälschung (<ref-law>) zu einer Freiheitsstrafe von 36 Monaten, davon 24 Monate bedingt.
B. Das Obergericht des Kantons Zürich bestätigte am 29. August 2011 die Verurteilungen wegen versuchter Nötigung, mehrfacher sexueller Nötigung sowie Urkundenfälschung. In einem Anklagepunkt sprach es X._ vom Vorwurf des versuchten Betrugs frei. Die übrigen Schuldsprüche wegen Betrugs und versuchten Betrugs erwuchsen unangefochten in Rechtskraft. Es verurteilte X._ zu einer Freiheitsstrafe von 33 Monaten, davon 22 Monate bedingt.
Das Obergericht hält u.a. folgenden Sachverhalt für erwiesen:
X._ überredete die ihm persönlich bekannte A._ im Jahre 2007 zur Beteiligung an einer gemeinsamen Geschäftstätigkeit. Nach der gemeinsamen Gründung der B._ GmbH veranlasste er A._ zu einem weiteren Investment von Fr. 200'000.--, indem er ihr einen gefälschten Kaufvertrag sowie je eine gefälschte Quittung der Einzelfirma C._ und der D._ GmbH vorlegte. Damit sollten angeblich hohe Auslagen für den Kauf von Einrichtungen und Waren belegt werden. In Wirklichkeit hatte X._ keine Anschaffungen im Hinblick auf die Geschäftstätigkeit vorgenommen. In der Folge hob er Fr. 148'500.-- des von A._ auf das Geschäftskonto überwiesenen Betrages ab, wobei er das Geld zweckwidrig zur Begleichung von persönlichen Verbindlichkeiten verwendete.
Die Quittung der D._ GmbH war inhaltlich unwahr. Weder lieferte die D._ GmbH der B._ GmbH die darin aufgeführten Waren im Wert von rund Fr. 140'000.--, noch leistete die B._ GmbH der D._ GmbH die in der Quittung erwähnte Barzahlung von rund Fr. 70'000.--.
Das Obergericht geht davon aus, die Quittung mit dem falschen Inhalt sei vom Geschäftsführer der D._ GmbH, E._, erstellt worden. X._ habe die Quittung jedoch unterschrieben, wobei er die Unterschrift von E._ gefälscht habe. Damit habe er eine Urkunde erstellt, die nicht nur inhaltlich, sondern vielmehr auch betreffend den Aussteller falsch gewesen sei. Es sprach X._ in diesem Punkt der Urkundenfälschung im Sinne von <ref-law> schuldig.
C. X._ führt Beschwerde in Strafsachen mit den Anträgen, ihn vom Vorwurf der Urkundenfälschung freizusprechen sowie das vorinstanzliche Strafmass um fünf Monate und den vollziehbaren Teil der teilbedingten Freiheitsstrafe entsprechend um drei Monate zu reduzieren. Eventualiter sei das Urteil vom 29. August 2011 in den beanstandeten Punkten aufzuheben und die Sache zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen.
D. Das Obergericht und die Staatsanwaltschaft verzichteten auf eine Stellungnahme.

Erwägungen:
1. 1.1 Der Beschwerdeführer wendet sich gegen den Schuldspruch der Urkundenfälschung. Er rügt eine willkürliche Sachverhaltsfeststellung sowie eine Verletzung von <ref-law> und seines Anspruchs auf rechtliches Gehör. Er habe die Quittung der D._ GmbH mit Einverständnis des Ausstellers, E._, mit dessen Namen unterzeichnet. Die Quittung sei ihm von diesem aus Gefälligkeit und mit Wissen um den Verwendungszweck überlassen worden. Er habe mithin keinen falschen Aussteller vorgespiegelt. Die Vorinstanz äussere sich nicht zur geltend gemachten Vertretungsmacht, obschon er im vorinstanzlichen Verfahren vorgebracht habe, die Quittung mit Einwilligung von E._ unterschrieben zu haben. Ob dieser sein Einverständnis zur Unterschrift in seinem Namen gegeben habe, sei nicht festgestellt worden. Die Vorinstanz gehe stillschweigend und ohne E._ rechtsgenügend einzuvernehmen davon aus, es liege keine Vertretungsmacht vor.
1.2 1.2.1 Den Tatbestand der Urkundenfälschung nach <ref-law> erfüllt, wer in der Absicht, jemanden am Vermögen oder an andern Rechten zu schädigen oder sich oder einem andern einen unrechtmässigen Vorteil zu verschaffen (Abs. 1), eine Urkunde fälscht oder verfälscht, die echte Unterschrift oder das echte Handzeichen eines andern zur Herstellung einer unechten Urkunde benützt oder eine rechtlich erhebliche Tatsache unrichtig beurkundet oder beurkunden lässt (Abs. 2). Urkunden sind u.a. Schriften, die bestimmt und geeignet sind, eine Tatsache von rechtlicher Bedeutung zu beweisen (<ref-law>). Die Tatbestände des Urkundenstrafrechts schützen das Vertrauen, welches im Rechtsverkehr einer Urkunde als einem Beweismittel entgegengebracht wird (<ref-ruling> E. 2.3.1 mit Hinweisen).
1.2.2 Die Urkundenfälschung im engeren Sinne erfasst das Herstellen einer unechten Urkunde. Eine Urkunde ist unecht, wenn deren wirklicher Urheber nicht mit dem aus ihr ersichtlichen Aussteller übereinstimmt bzw. wenn sie den Anschein erweckt, sie rühre von einem anderen als ihrem tatsächlichen Urheber her. Wirklicher Aussteller einer Urkunde ist derjenige, dem sie im Rechtsverkehr als von ihm autorisierte Erklärung zugerechnet wird. Dies ist gemäss der insoweit vorherrschenden sogenannten "Geistigkeitstheorie" derjenige, auf dessen Willen die Urkunde nach Existenz und Inhalt zurückgeht (<ref-ruling> E. 2.3.1 mit Hinweisen).
1.2.3 Bei Vertretungsverhältnissen ist wirklicher Aussteller der Urkunde der Vertretene, welcher den Vertreter zu der in der Urkunde enthaltenen Erklärung ermächtigt. Dies gilt zum einen bei der offenen Stellvertretung, bei welcher der Beauftragte mit seinem eigenen Namen, allenfalls mit einem das Auftragsverhältnis hervorhebenden Zusatz ("i.A.", "i.V." etc.), die vom Auftraggeber nach Existenz und Inhalt gewollte Urkunde unterzeichnet. Es gilt grundsätzlich aber auch bei der sogenannten verdeckten Stellvertretung, bei welcher der Vertreter die vom Vertretenen nach Existenz und Inhalt gewollte Urkunde mit dessen Einverständnis mit dem Namen des Vertretenen unterzeichnet und ein Hinweis auf das tatsächlich bestehende Vertretungsverhältnis fehlt. Die vom Vertreter im Einverständnis des Vertretenen mit dem Namen des Letzteren unterzeichnete Erklärung, die der Vertretene nach Existenz und Inhalt gewollt hat, ist somit, auch wenn das Vertretungsverhältnis nicht erkennbar und damit verdeckt ist, grundsätzlich echt, da der aus der Urkunde ersichtliche Aussteller, d.h. der Vertretene, mit dem gemäss der "Geistigkeitstheorie" wirklichen Aussteller, auf dessen Willen die Urkunde nach Existenz und Inhalt zurückgeht, identisch ist (<ref-ruling> E. 5.1.2; <ref-ruling> E. 1.1.2 mit Hinweisen). Vorbehalten bleiben die Fälle der eigenhändigen Urkunden (BGE <ref-ruling> E. 1.1.3; Urteil 6S.276/2004 vom 16. Februar 2005 E. 3, publ. in: ZBGR 87/2006 S. 215).
1.2.4 Als Tatbestandsalternative des Fälschens im Sinne des Herstellens einer unechten Urkunde nennt <ref-law> auch das Verfälschen. Dieses liegt im eigenmächtigen Abändern einer von einem Anderen hergestellten Urkunde, wodurch der Anschein entsteht, der ursprüngliche Aussteller habe der Urkunde den neuen Inhalt gegeben. Aussteller der abgeänderten Urkunde und der aus ihr selbst ersichtliche Aussteller stimmen nicht überein. Die Urkunde ist auch bei dieser Handlungsvariante eine unechte (Urteile 6S.376/2001 vom 13. November 2001 E. 2b; 6S.781/1998 vom 22. Januar 1999 E. 3b; je mit Hinweisen).
1.2.5 Demgegenüber betrifft die Falschbeurkundung die Errichtung einer echten, aber unwahren Urkunde, bei der der wirkliche und der in der Urkunde enthaltene Sachverhalt nicht übereinstimmen. Die Falschbeurkundung erfordert eine qualifizierte schriftliche Lüge. Eine solche wird nur angenommen, wenn der Urkunde eine erhöhte Glaubwürdigkeit zukommt und der Adressat ihr daher ein besonderes Vertrauen entgegenbringt. Das ist der Fall, wenn allgemeingültige objektive Garantien die Wahrheit der Erklärung gegenüber Dritten gewährleisten, die gerade den Inhalt bestimmter Schriftstücke näher festlegen. Blosse Erfahrungsregeln hinsichtlich der Glaubwürdigkeit irgendwelcher schriftlicher Äusserungen genügen dagegen nicht, mögen sie auch zur Folge haben, dass sich der Geschäftsverkehr in gewissem Umfang auf die entsprechenden Angaben verlässt (<ref-ruling> E. 8.1; <ref-ruling> E. 4.1; <ref-ruling> E. 2.1; je mit Hinweisen).
1.3 Verwendet der Täter für einen Betrug gefälschte Urkunden, besteht zwischen Art. 251 und Art. 146 StGB echte Konkurrenz (<ref-ruling> E. 6a mit Hinweisen). Dies gilt auch, wenn das Urkundendelikt - als Vortat - alleine im Hinblick auf das Vermögensdelikt begangen wurde (Urteil 6S.597/2001 vom 13. Dezember 2002 E. 4.3 und 4.4 mit zahlreichen Hinweisen).
2. 2.1 Dem Beschwerdeführer wurde von der Anklage vorgeworfen, er habe die Quittung mit Hilfe von ihm zur Verfügung stehenden Originalpapieren auf einem Fotokopierer selbst hergestellt (Anklageschrift S. 8). Die Vorinstanz führt dazu unter Hinweis auf das erstinstanzliche Urteil aus, die Aussagen von E._ zur Frage, wer die fragliche Quittung erstellt habe, seien gegen den Beschwerdeführer nicht verwertbar, da es nie zu einer Konfrontationseinvernahme mit diesem gekommen sei (Urteil E. 2.4 S. 18; erstinstanzliches Urteil S. 35). Sie lässt daher offen, wer die Quittung erstellte bzw. geht in dubio pro reo davon aus, diese sei wie vom Beschwerdeführer behauptet tatsächlich von E._ verfasst worden. Sie behaftet den Beschwerdeführer jedoch auf seiner Aussage, er habe das Schreiben eigenhändig mit der falschen Unterschrift von E._ versehen.
2.2 Bei der Quittung handelt es sich nicht um eine sogenannte eigenhändige Urkunde. Eine Urkundenfälschung im Sinne des Herstellens einer unechten Urkunde scheidet daher aus, wenn der Beschwerdeführer die Quittung als Vertreter von E._ unterschrieben hätte (oben E. 1.2.3). Die Vorinstanz geht davon aus, dies sei nicht der Fall gewesen.
2.2 Bei der Quittung handelt es sich nicht um eine sogenannte eigenhändige Urkunde. Eine Urkundenfälschung im Sinne des Herstellens einer unechten Urkunde scheidet daher aus, wenn der Beschwerdeführer die Quittung als Vertreter von E._ unterschrieben hätte (oben E. 1.2.3). Die Vorinstanz geht davon aus, dies sei nicht der Fall gewesen.
2.3 2.3.1 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). Die Rüge der Willkür muss präzise vorgebracht und begründet werden (<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 (<ref-ruling> E. 4.2.3; <ref-ruling> E. 2.8; je mit Hinweisen).
2.3.2 Das Urteil des Bezirksgerichts Zürich vom 13. Oktober 2010 erging vor Inkrafttreten der Schweizerischen Strafprozessordnung (StPO; SR 312.0) am 1. Januar 2011. Das kantonale Verfahren richtet sich daher weiterhin nach der Strafprozessordnung des Kantons Zürich vom 4. Mai 1919 (vgl. Art. 453 f. StPO; <ref-ruling>45 E. 1.1 mit Hinweisen).
2.3.3 Das Recht, Belastungs- und Entlastungszeugen zu befragen, untersteht dem vorliegend noch anwendbaren kantonalen Verfahrensrecht. Entsprechende Gesuche um Zeugenbefragung sind den Behörden formgerecht einzureichen. Der Beschuldigte kann den Behörden grundsätzlich nicht vorwerfen, gewisse Zeugen nicht vorgeladen zu haben, wenn er es unterlässt, rechtzeitig und formgerecht die entsprechenden Beweisanträge zu stellen (<ref-ruling> E. 2.1; <ref-ruling> E. 6c/bb mit Hinweisen).
Neue Tatsachen und Beweismittel dürfen vor Bundesgericht nur so weit vorgebracht werden, als erst der Entscheid der Vorinstanz dazu Anlass gibt (<ref-law>).
Neue Tatsachen und Beweismittel dürfen vor Bundesgericht nur so weit vorgebracht werden, als erst der Entscheid der Vorinstanz dazu Anlass gibt (<ref-law>).
2.4 2.4.1 Der Beschwerdeführer machte im kantonalen Verfahren geltend, er habe die Quittung mit dem Einverständnis des Ausstellers, E._, und dessen Namen unterzeichnet. Dieser habe ihm die Quittung aus Gefälligkeit und mit Wissen um den Verwendungszweck überlassen (kant. Akten, Urk. 98 S. 12 f.). Unter welchen Umständen und in welcher Form er von diesem ermächtigt worden sein soll, die Quittung in seinem Namen zu unterschreiben, legte er jedoch nicht dar, sondern begnügte sich mit der pauschalen Behauptung, er habe mit dem Einverständnis von E._ gehandelt. Entsprechende Ausführungen unterblieben auch im bundesgerichtlichen Verfahren.
2.4.2 Die verdeckte Stellvertretung bzw. die Zulässigkeit des Zeichnens mit fremdem Namen setzt u.a. voraus, dass sich der Namensträger vertreten lassen will, d.h. den Vertreter zur Abgabe klar bestimmter Erklärungen vorgängig ermächtigt hat, und dass die Vertretung rechtlich zulässig ist (MARKUS BOOG, Basler Kommentar, Strafrecht II, 2. Aufl. 2007, N. 19a zu <ref-law> mit Hinweisen). Verlangt wird eine tatsächliche Ermächtigung zum Unterzeichnen mit dem Namen des Vertretenen. Die bloss mutmassliche Ermächtigung genügt nicht. Ahmt der Täter die Unterschrift einer abwesenden Person ohne deren Ermächtigung nach, entsteht objektiv eine unechte Urkunde, auch wenn diese mit dem Inhalt der Erklärung einverstanden war und diese selbst auch unterschrieben hätte. Die nachträgliche Genehmigung der Erklärung durch den Anscheinsaussteller beseitigt die Unechtheit nicht rückwirkend (zum Ganzen MARKUS BOOG, a.a.O., N. 19b zu <ref-law> mit Hinweisen).
2.4.3 Das bloss mutmassliche Einverständnis von E._ ermächtigte den Beschwerdeführer nicht, das Schriftstück mit dessen Unterschrift zu versehen. Erforderlich war eine tatsächliche Ermächtigung. Insbesondere kann es auch nicht genügen, dass E._ ihm die Quittung aus Gefälligkeit und im Wissen um den Verwendungszweck, d.h. die damit beabsichtigte Täuschung Dritter, übergeben haben soll. Daraus kann nicht geschlossen werden, er sei ermächtigt worden, das Schriftstück zwecks Täuschung zusätzlich mit der falschen Unterschrift zu versehen. Davon scheint der Beschwerdeführer jedoch auszugehen, da er nicht erläutert, wie es zur Stellvertretung gekommen sein soll, sondern ausschliesslich auf den Gefälligkeitszweck der Quittung verweist.
2.5 Der Beschwerdeführer unterliess es schliesslich, die Zeugenbefragung von E._ zu beantragen (vgl. kant. Akten, Urk. 87). Dies wohl bewusst, nachdem E._ gegenüber der Polizei zum Ausdruck gebracht hatte, bei der Quittung als solches handle es sich um eine Fälschung (kant. Akten, ND 1 Urk. 2/1 S. 7). Der Beschwerdeführer kann der Vorinstanz nicht zum Vorwurf machen, dass sie diesen nicht von Amtes wegen einvernahm.
Die vorinstanzliche Sachverhaltsfeststellung ist nicht willkürlich.
3. Dass sein Verhalten - ausgehend von der vorinstanzlichen Sachverhaltsfeststellung - nicht unter den Tatbestand der Urkundenfälschung im Sinne von <ref-law> fällt, macht der Beschwerdeführer nicht geltend. Ob dieser durch das Hinzufügen der Unterschrift eine Urkunde fälschte, da der wirkliche Urheber der Quittung nicht mit dem aus ihr ersichtlichen Aussteller übereinstimmte, oder ob vielmehr von der Tatbestandsalternative des Verfälschens einer Urkunde (oben E. 1.2.4) auszugehen ist, kann offenbleiben.
4. Der Beschwerdeführer beanstandet die Strafzumessung (Beschwerde S. 15 f.).
4.1 Das Gericht misst die Strafe nach dem Verschulden des Täters zu. Es berücksichtigt das Vorleben und die persönlichen Verhältnisse sowie die Wirkung der Strafe auf das Leben des Täters (<ref-law>). Das Verschulden wird nach der Schwere der Verletzung oder Gefährdung des betroffenen Rechtsguts, nach der Verwerflichkeit des Handelns, den Beweggründen und Zielen des Täters sowie danach bestimmt, wie weit der Täter nach den inneren und äusseren Umständen in der Lage war, die Gefährdung oder Verletzung zu vermeiden (<ref-law>).
Das Bundesgericht greift auf Beschwerde in Strafsachen hin nur ein, wenn die Vorinstanz den gesetzlichen Strafrahmen über- oder unterschritten hat, wenn sie von rechtlich nicht massgebenden Kriterien ausgegangen ist oder wesentliche Gesichtspunkte ausser Acht gelassen bzw. durch Überschreitung oder Missbrauch ihres Ermessens falsch gewichtet hat (<ref-ruling> E. 5.6; <ref-ruling> E. 5.3.1; <ref-ruling> E. 2.1).
4.2 Die Vorinstanz setzt sich in ihren Erwägungen zur Strafzumessung mit den wesentlichen schuldrelevanten Komponenten auseinander und würdigt diese zutreffend. Dass sie sich dabei von rechtlich nicht massgeblichen Gesichtspunkten hätte leiten lassen oder wesentliche Aspekte nicht berücksichtigt hätte, ist nicht ersichtlich.
4.3 Soweit der Beschwerdeführer die beantragte Strafreduktion mit dem Freispruch vom Vorwurf der Urkundenfälschung begründet, ist auf die Rüge nicht weiter einzugehen, da die Beschwerde in diesem Punkt abzuweisen ist (oben E. 2 und 3).
4.3 Soweit der Beschwerdeführer die beantragte Strafreduktion mit dem Freispruch vom Vorwurf der Urkundenfälschung begründet, ist auf die Rüge nicht weiter einzugehen, da die Beschwerde in diesem Punkt abzuweisen ist (oben E. 2 und 3).
4.4 4.4.1 Der Beschwerdeführer bringt vor, er sei seit dem 11. November 2011 verheiratet. Seine Ehefrau sei schwanger. Zu berücksichtigen sei zudem, dass er seit fünf Jahren keine Probleme mehr gemacht habe. Er habe inzwischen auch zwei Arbeitsstellen, um seine Schulden zurückzubezahlen. Er kümmere sich ernsthaft darum, seine Vergangenheit hinter sich zu lassen.
4.4.2 Neue Tatsachen dürfen im Verfahren vor dem Bundesgericht nur so weit vorgebracht werden, als erst der Entscheid der Vorinstanz dazu Anlass gibt (<ref-law>). Als Noven im Sinne von <ref-law> kommen nur neue Tatsachen in Betracht, welche bereits beim vorinstanzlichen Entscheid Bestand hatten und nicht vorgebracht wurden. Tatsachen, die erst nach dem Entscheid der Vorinstanz eingetreten sind, fallen nicht unter diese Bestimmung (vgl. <ref-ruling> E. 5.1.3 mit Hinweis). Nicht zu hören ist der Beschwerdeführer daher, soweit er sich auf seine neuen familiären Verhältnisse und die zwei Arbeitsstellen beruft.
4.4.3 Die Straffreiheit während des hängigen Verfahrens ist, wie auch die Vorstrafenlosigkeit (<ref-ruling> E. 2.6), nach der Rechtsprechung grundsätzlich nicht strafmindernd zu werten (Urteile 6B_572/2010 vom 18. November 2010 E. 4.4; 6B_87/2010 vom 17. Mai 2010 E. 5.4; je mit Hinweisen). Dass sich der Beschwerdeführer in den letzten Jahren nichts mehr zuschulden kommen liess, wirkt sich neutral aus und führt nicht zu einer Strafminderung.
5. Die Beschwerde ist abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist. Bei diesem Ausgang des Verfahrens wird der Beschwerdeführer kostenpflichtig (<ref-law>).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 4'000.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Zürich, I. Strafkammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 26. März 2012
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Mathys
Die Gerichtsschreiberin: Unseld