Sachverhalt:
A. X._ überschritt gemäss Radarmessung am 10. September 2009 um 17.40 Uhr auf der Autostrasse A13 bei Mesocco, vor dem Tunneleingang und in Fahrtrichtung Bellinzona, die dort zulässige Höchstgeschwindigkeit von 100 km/h um 16 km/h.
B. Das Strassenverkehrsamt Graubünden sprach X._ mit Strafmandat der einfachen Verletzung der Verkehrsregeln schuldig und bestrafte ihn mit einer Busse von Fr. 240.--. Nach Einsprache von X._ bestätigte das zuständige Departement für Justiz, Sicherheit und Gesundheit den Schuld- und Strafpunkt. Dagegen erhob X._ Berufung, welche das Kantonsgericht von Graubünden mit Urteil vom 28. September 2010 abwies.
C. Mit Beschwerde in Strafsachen beantragt X._ sinngemäss, das Urteil des Kantonsgerichts sei aufzuheben, und er sei vom Vorwurf der Verkehrsregelverletzung freizusprechen. Zudem ersucht er um unentgeltliche Rechtspflege.

Erwägungen:
1. Die Beschwerde richtet sich gegen den Schuldspruch der Verletzung der Verkehrsregeln. Der Beschwerdeführer anerkennt die Überschreitung der zulässigen Höchstgeschwindigkeit. Bestritten ist, ob er in einem Rechtfertigungsgrund gehandelt hat.
1.1 Wer eine mit Strafe bedrohte Tat begeht, um ein eigenes oder das Rechtsgut einer anderen Person aus einer unmittelbaren, nicht anders abwendbaren Gefahr zu retten, handelt rechtmässig, wenn er dadurch höherwertige Interessen wahrt (<ref-law>).
1.2 Der Beschwerdeführer schilderte anlässlich seiner Einvernahme vor der ersten Instanz, es hätten sich zwei ihm entgegenfahrende Fahrzeuge im Tunnel befunden, wobei der hintere Fahrzeuglenker den vorderen habe überholen wollen und ein entsprechendes Manöver begonnen habe. Er selber habe sich zum Zeitpunkt etwa 150 Meter vor dem Tunnel befunden. Da ab dieser Stelle die Strasse enger werde, sei dort ein Überholmanöver gefährlich, und es habe die Gefahr einer Kollision bestanden. Er habe seine Geschwindigkeit beschleunigt, um den ihm entgegenfahrenden überholenden Lenker zu warnen. Dabei habe er auch gehupt. Er habe reflexartig in einer absoluten Ausnahmesituation gehandelt.
1.3 Die Vorinstanz erwägt, da schlichtweg keine Anhaltspunkte für die geltend gemachte Notstandssituation vorlägen, sei keine Beweiserhebung möglich. Der Beschwerdeführer habe insbesondere keine Angaben zu den Lenkern bzw. den Fahrzeugen und/oder Kontrollschildern machen können. Es seien keine Beweismittel ersichtlich, welche die geltend gemachte Notstandssituation stützen könnten. Demnach sei der Notstand nicht ausgewiesen und es liege kein Rechtfertigungsgrund für die Geschwindigkeitsüberschreitung vor. Im Übrigen sei der ersten Instanz beizupflichten, wonach nicht einzusehen sei, dass bei der vom Beschwerdeführer behaupteten Verkehrssituation die Gefahr durch Beschleunigung seines Fahrzeuges hätte verhindert werden können (angefochtenes Urteil S. 5).
2. Der Beschwerdeführer macht geltend, dank seiner Reaktion eine Kollision mit schweren Folgen vermieden zu haben. Dazu wiederholt er im Wesentlichen seine Angaben, welche er anlässlich der erstinstanzlichen Einvernahme gemacht hat. Indem er sich auf eine nicht erstellte Notstandslage beruft, rügt er sinngemäss eine willkürliche Beweiswürdigung sowie die Verletzung des Grundsatzes "in dubio pro reo". Da er vorbringt, er habe die Gefahr einer Kollision nicht anders abwenden können, rügt er zudem sinngemäss die Verletzung von <ref-law>.
2.1 Aus der in <ref-law> und Art. 6 Ziff. 2 EMRK verankerten Unschuldsvermutung wird die Rechtsregel "in dubio pro reo" abgeleitet. Als Beweislastregel bedeutet der Grundsatz, dass es Sache der Anklagebehörde ist, die Schuld des Angeklagten zu beweisen, und nicht dieser seine Unschuld beweisen muss. Dies prüft das Bundesgericht mit freier Kognition. Als Beweiswürdigungsregel besagt der Grundsatz, dass sich der Strafrichter nicht von einem für den Angeklagten ungünstigen Sachverhalt überzeugt erklären darf, wenn bei objektiver Betrachtung Zweifel bestehen, ob sich der Sachverhalt so verwirklicht hat. Auf dem Gebiet der Beweiswürdigung ist die Kognition des Bundesgerichts auf Willkür beschränkt. Willkür liegt vor, wenn der angefochtene Entscheid offensichtlich unhaltbar ist, mit der tatsächlichen Situation in klarem Widerspruch steht, eine Norm oder einen unumstrittenen Rechtsgrundsatz krass verletzt oder in stossender Weise dem Gerechtigkeitsgedanken zuwiderläuft (<ref-ruling> E. 1.3 S. 316; <ref-ruling> E. 3.1 S. 178; je mit Hinweisen).
2.2 Die Vorbringen des Beschwerdeführers sind nicht geeignet, die Verletzung von verfassungsmässigen Rechten darzulegen. Der Beschwerdeführer wendet ein, er habe sich in der "Notfallsituation" nicht auf die Automarken, Autonummern oder die Lenker achten können. Es sei nicht seine Schuld, wenn auf der anderen Strassenseite kein Radar angebracht gewesen sei und deshalb der Sachverhalt nicht nachgewiesen werden könne (vgl. Beschwerde S. 2). Die Vorinstanz begründet, weshalb sie keine Beweiserhebungen vornehmen konnte. Es ist weder dargelegt noch ersichtlich, dass sie dadurch den Untersuchungsgrundsatz verletzt. Die Vorinstanz legt dem Beschwerdeführer auch nicht die Beweislast für die Notstandslage auf. Wie sich aus ihren Erwägungen ergibt, wertet sie die diesbezüglichen Aussagen des Beschwerdeführers als unbelegte Behauptungen. Gestützt auf den willkürfrei festgestellten Sachverhalt verstösst der vorinstanzliche Schuldspruch nicht gegen den Grundsatz "in dubio pro reo". Da sich der Beschwerdeführer nicht in einer Notstandslage befand, erübrigt es sich, die Rüge der Verletzung von <ref-law> zu behandeln.
3. Die Beschwerde ist abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist (<ref-law>). Bei diesem Ausgang des Verfahrens sind die Gerichtskosten dem Beschwerdeführer aufzuerlegen (<ref-law>). Seine Rechtsbegehren erschienen von vornherein aussichtslos, weshalb das Ersuchen um unentgeltliche Rechtspflege abzuweisen ist. Seiner finanziellen Lage ist mit herabgesetzten Gerichtskosten Rechnung zu tragen (<ref-law>).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird abgewiesen.
3. Die Gerichtskosten von Fr. 800.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
4. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Kantonsgericht von Graubünden, Einzelrichter der II. Strafkammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 29. März 2011
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Die Gerichtsschreiberin:
Favre Binz