Faits:
A. Par arrêt du 3 décembre 2010, la Cour d'assises de la République et canton de Genève a condamné X._ à 14 ans de peine privative de liberté pour infractions à l'art. 19 ch. 1 et 2 LStup, à l'art. 115 LEtr, à l'<ref-law> ainsi que pour faux dans les certificats et titres étrangers (cf. art. 252 et 255 CP). Le prononcé est fondé sur les éléments de faits suivants.
A.a Au cours du mois de mars 2009, X._ a chargé un tiers d'importer 3.041 kilos d'héroïne d'un taux de pureté oscillant entre 66.2 et 72.3 %. Depuis la prison de Champ-Dollon où il était incarcéré, il s'est procuré un téléphone portable de manière illégale et a organisé, entre les 29 mai et 2 juin 2009, l'importation par des tiers d'une quantité indéterminée d'héroïne et de 25 kilos de produit de coupage, puis la distribution de ces produits sur le marché genevois de la drogue. Entre les 3 et 10 juin 2009, il a coordonné, dans les mêmes conditions, l'importation de 2 kilos d'héroïne et 12 kilos de produit de coupage, puis la vente de l'héroïne coupée sur le marché genevois de la drogue genevois. Durant les semaines précédant le 9 juin 2009, il a en outre mis sur pied pour son compte, la vente par des tiers d'au moins 1.6 kilo d'héroïne à Genève.
A.b Frappé d'une mesure d'interdiction du territoire courant du 20 novembre 2006 au 19 novembre 2013, X._ est entré et a séjourné illégalement en Suisse depuis le mois de janvier 2009 jusqu'à son arrestation survenue le 19 mars 2009.
A.c Lors d'un contrôle de police opéré le 13 janvier 2009, il s'est légitimé au moyen de faux papiers d'identité bulgares.
A.d Le 14 mars 2009, il a circulé à la vitesse de 153 km/h sur un tronçon autoroutier limité à 100 km/h.
B. Par arrêt du 21 octobre 2011, la Cour de cassation genevoise a rejeté le pourvoi formé par X._.
C. Celui-ci forme un recours en matière pénale au Tribunal fédéral contre l'arrêt cantonal, dont il requiert l'annulation. Il sollicite par ailleurs l'assistance judiciaire.
Il n'a pas été ouvert d'échange d'écritures.

Considérant en droit:
1. 1.1 Le recourant se plaint d'une violation de son droit d'être entendu pour le motif que la cour de cassation n'aurait pas motivé le rejet du grief d'arbitraire dans l'appréciation des preuves qu'il avait soulevé devant elle.
1.2 La jurisprudence a déduit du droit d'être entendu consacré à l'art. 29 al. 2 Cst. le devoir pour l'autorité de motiver sa décision, afin que le destinataire puisse la comprendre et la contester utilement s'il y a lieu et pour que l'autorité de recours puisse exercer son contrôle. Pour répondre à ces exigences, il suffit que le juge mentionne, au moins brièvement, les motifs qui l'ont guidé et sur lesquels il a fondé sa décision. Il n'a pas l'obligation d'exposer et de discuter tous les faits, moyens de preuve et griefs invoqués par les parties, mais peut au contraire se limiter à l'examen des questions décisives pour l'issue du litige (<ref-ruling> consid. 4.1 p. 88 et références citées).
1.3 En l'espèce, la cour de cassation a tout d'abord relevé que l'argumentation présentée devant elle par le recourant était appellatoire et qu'elle n'avait par conséquent pas à entrer en matière à son égard. Elle a au surplus relevé que les éléments sur lesquels s'était basée la cour d'assises, en particulier les écoutes téléphoniques, permettaient de conclure que l'appréciation des preuves était exempte d'arbitraire (cf. arrêt attaqué, p. 8). Il apparaît ainsi que la cour de cassation a clairement motivé sa solution. Le droit d'être entendu du recourant n'a nullement été violé et le grief qu'il soulève à cet égard est dépourvu de toute consistance.
2. 2.1 Le recourant reproche à la cour cantonale d'avoir renversé le fardeau de la preuve et fait montre d'arbitraire lors de l'appréciation des preuves relative au trafic commis entre le 29 mai et le 2 juin 2009 et portant sur une quantité indéterminée d'héroïne (supra, let. A.a).
2.2 Il n'apparaît nullement que la cour d'assises - et à sa suite la cour de cassation - aurait renversé le fardeau de la preuve, ni qu'elle aurait condamné le recourant pour n'avoir pas apporté la preuve de son innocence. Au contraire, la cour d'assises est clairement parvenue à une conviction sur la base des moyens de preuve apportés (cf. verdict de culpabilité, p. 2: "il [le jury] a toutefois la conviction qu'un voyage en Hollande effectué, dans les conditions résultant du dossier (...) pour chercher du produit de coupage uniquement n'a aucun sens, et que, dès lors, de l'héroïne, en quantité indéterminée a été ramenée également"; cf. arrêt attaqué, p. 8). Le grief du recourant revient en réalité à reprocher aux juges précédents d'avoir procédé à une mauvaise appréciation des preuves. Le grief se confond ainsi avec celui tiré de l'interdiction de l'arbitraire de l'art. 9 Cst., que le recourant soulève également (cf. <ref-ruling> consid. 2a).
3. 3.1 Dans le recours en matière pénale, les faits constatés par l'autorité précédente lient le Tribunal fédéral (<ref-law>), à moins qu'ils n'aient été établis en violation du droit ou de manière manifestement inexacte au sens des art. 97 al. 1 et 105 al. 2 LTF, c'est-à-dire de façon arbitraire au sens de l'art. 9 Cst. (cf. <ref-ruling> consid. 4.1.2 p. 62; sur la notion d'arbitraire, cf. <ref-ruling> consid. 1.3 p. 4 s.). Le Tribunal fédéral n'examine les moyens fondés sur la violation d'un droit constitutionnel que s'ils ont été invoqués et motivés de manière précise (<ref-law>). Les critiques de nature appellatoire sont irrecevables (<ref-ruling> consid. 6 p. 397).
3.2 Le recourant conteste être impliqué dans le trafic pour ce qui concerne une quantité indéterminée d'héroïne (cf. supra let. A.a). Selon lui, il serait arbitraire de déduire des précautions prises et de la somme de 6'000 euros transmise au dénommé Y._ que de l'héroïne était trafiquée.
3.3 La cour d'assises a exposé qu'elle avait la conviction qu'un voyage effectué en Hollande dans les conditions résultant du dossier - soit précautions, langage codé au téléphone, suivi constant des opérations par le recourant - pour uniquement se procurer du produit de coupage n'avait aucun sens et que dès lors, de l'héroïne en quantité indéterminée avait été ramenée également. Elle a en outre mentionné que les écoutes téléphoniques mettaient en évidence que des sommes supérieures à 6'000 euros avaient été consacrées à ce voyage, ce qui mettait à mal la thèse du recourant (cf. verdict de culpabilité, p. 2). La cour de cassation a suivi cette approche en considérant que les précautions qui avaient entouré ce voyage et les sommes investies ne se justifiaient que si la marchandise avait une valeur bien supérieure à celle d'un simple produit de coupage (cf. arrêt attaqué, p. 8).
3.4 Le recourant considère que les précautions prises ne sont pas propres à parvenir à la déduction qu'il s'agissait de drogue. Selon lui, un trafiquant doit aussi prendre des précautions pour passer la frontière avec du produit de coupage.
Le recourant se borne de la sorte à émettre une argumentation purement appellatoire, partant irrecevable. Au demeurant, il n'y a rien de manifestement insoutenable, bien au contraire, à déduire des diverses précautions prises par les auteurs que le trafic portait sur de l'héroïne.
3.5 Le recourant procède également à une interprétation de la transcription de l'écoute téléphonique (pièce 572). Selon lui, on ne peut pas déduire des montants supérieurs à 6'000 euros évoqués dans la conversation que le trafic porterait sur de l'héroïne.
Ce faisant, le recourant se livre à une discussion appellatoire d'un moyen de preuve. Son argumentation est par conséquent irrecevable. Quoi qu'il en soit, il n'y a aucun arbitraire à avoir pris en considération les montants de 16'000 et 36'000 euros évoqués dans la transcription de la conversation téléphonique et d'avoir notamment au vu de tels montants considéré qu'il s'agissait d'héroïne.
3.6 Il résulte de ce qui précède que le grief tiré d'une appréciation arbitraire des preuves doit être rejeté dans la mesure où il est recevable.
4. Le recourant conteste la peine privative de liberté de 14 ans qui lui a été infligée.
4.1 Selon l'<ref-law>, le juge fixe la peine d'après la culpabilité de l'auteur. Il prend en considération les antécédents et la situation personnelle de ce dernier ainsi que l'effet de la peine sur son avenir (al. 1). La culpabilité est déterminée par la gravité de la lésion ou de la mise en danger du bien juridique concerné, par le caractère répréhensible de l'acte, par les motivations et les buts de l'auteur et par la mesure dans laquelle celui-ci aurait pu éviter la mise en danger ou la lésion, compte tenu de sa situation personnelle et des circonstances extérieures (al. 2). En matière de trafic de stupéfiants, il y a lieu de tenir compte de la quantité de drogue. Même si elle ne joue pas un rôle prépondérant, la quantité constitue un élément essentiel, qui perd cependant de l'importance au fur et à mesure que s'éloigne la limite à partir de laquelle le cas est grave au sens de l'art. 19 ch. 2 let. a aLStup (désormais <ref-law>; <ref-ruling> consid. 2d/cc p. 206). Le type et la nature du trafic en cause sont déterminants. Aussi l'appréciation sera différente selon que l'auteur a agi de manière autonome ou comme membre d'une organisation. Dans ce dernier cas, la nature de sa participation et sa position au sein de l'organisation doivent être prises en compte. L'étendue géographique du trafic entre également en considération: l'importation en Suisse de drogue a des répercussions plus graves que le seul transport à l'intérieur des frontières. S'agissant d'apprécier les mobiles qui ont poussé l'auteur à agir, le juge doit distinguer le cas de celui qui est lui-même toxicomane et agit pour financer sa propre consommation de celui qui participe à un trafic uniquement poussé par l'appât du gain (arrêt 6B_390/2010 du 2 juillet 2010 consid. 1.1).
L'<ref-law> confère un large pouvoir d'appréciation au juge. Par conséquent, celui-ci ne viole le droit fédéral en fixant la peine que s'il sort du cadre légal, s'il se fonde sur des critères étrangers à l'<ref-law>, s'il omet de prendre en considération des éléments d'appréciation prévus par cette disposition ou, enfin, si la peine qu'il prononce est exagérément sévère ou clémente au point de constituer un abus du pouvoir d'appréciation (<ref-ruling> consid. 2.1 p. 19/20; <ref-ruling> consid. 6.1 p. 21).
4.2 Le recourant ne prétend pas qu'un élément aurait été omis ou pris en considération à tort. Son argumentation revient à se plaindre d'une inégalité de traitement en référence à d'autres affaires. Il invoque en particulier les arrêts 6B_731/2009, 6B_324/2008, 6B_262/2007, 6B_325/2008, 6B_902/2009 et 6B_1040/2009 où, selon lui, des peines du même ordre ont été infligées que celle à son encontre, alors que le trafic portait sur une quantité de drogue bien supérieure.
4.3 Dans le contexte de la fixation de la peine, le recourant peut faire valoir une inégalité de traitement. Compte tenu toutefois des nombreux paramètres qui interviennent dans la fixation de la peine, une comparaison avec des affaires concernant d'autres accusés et des faits différents est d'emblée délicate (<ref-ruling> consid. 3a p. 144 et les arrêts cités; cf. aussi <ref-ruling> consid. 2e p. 52 s.). Les disparités en cette matière s'expliquent normalement par le principe de l'individualisation des peines, voulu par le législateur. Elles ne suffisent pas en elles-mêmes pour conclure à un abus du pouvoir d'appréciation (<ref-ruling> consid. 2a p. 152 s.).
4.4 L'essentiel des comparaisons auxquelles procède le recourant porte sur la quantité de drogue trafiquée. Cet élément ne saurait toutefois apparaître comme déterminant dès lors que le trafic reproché au recourant se trouve très largement au-dessus de la limite pour le cas grave (cf. supra consid. 4.1). En outre, des circonstances spécifiques sont opposables au recourant, comme ses mauvais antécédents et sa persévérance dans le trafic alors même qu'il se trouvait en détention provisoire. La comparaison invoquée n'est donc pas pertinente.
La faute du recourant a été qualifiée d'extrêmement lourde. Ses antécédents sont mauvais. En octobre 2006 puis en octobre 2008, il a déjà été condamné pour infractions à la LStup à respectivement 6 et 18 mois de peine privative de liberté. Il se trouvait en libération conditionnelle lorsqu'il a commis les premiers faits ici reprochés. Il a persisté dans le trafic alors qu'il se trouvait en détention provisoire. Sa collaboration à l'enquête n'a été que relative et ses regrets de pure circonstance. La quantité d'héroïne trafiquée est importante, soit 3.041 kilos en mars 2009, d'un taux de pureté très élevé, puis 2 kilos et 1.6 kilo d'héroïne brute en juin 2009 ainsi qu'une quantité indéterminée à fin mai - début juin 2009. Il s'occupait des contacts avec les fournisseurs étrangers, de l'organisation des transports de la drogue mais aussi de l'organisation de la vente aux consommateurs. Il jouait ainsi un rôle de tout premier ordre dans le trafic, qui incluait la phase de l'importation à celle de la vente.
Dans le mesure où le recourant tente de minimiser son rôle en indiquant n'être pas un "baron" de la drogue, il s'écarte des constatations cantonales qui lui ont imputé une fonction de premier rang dans la hiérarchie des trafiquants et formule ainsi une argumentation irrecevable. La peine qui a été infligée n'apparaît pas manifestement excessive compte tenu notamment du rôle primordial du recourant, de l'importance du trafic, de l'intensité et de la persistance de sa volonté délictuelle et de ses antécédents. Le grief tiré d'une peine exagérément sévère est par conséquent infondé.
5. Comme les conclusions étaient vouées à l'échec, l'assistance judiciaire ne peut être accordée (<ref-law>). Le recourant devra donc supporter les frais (<ref-law>), dont le montant sera toutefois fixé en tenant compte de sa situation financière.

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté dans la mesure où il est recevable.
2. La demande d'assistance judiciaire est rejetée.
3. Les frais judiciaires, arrêtés à 1'600 fr., sont mis à la charge du recourant.
4. Le présent arrêt est communiqué aux parties et à la Cour de cassation du canton de Genève.
Lausanne, le 26 janvier 2012
Au nom de la Cour de droit pénal
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Mathys
La Greffière: Gehring