Sachverhalt:
A. Der 1989 geborene B._ leidet seit seiner Geburt an einer Dysmelie der linken oberen Extremität. Aufgrund einer Sprachentwicklungsstörung gewährte ihm die IV-Stelle des Kantons St. Gallen eine Sonderschulmassnahme in einem Internat für die Dauer vom 10. August 1998 bis 7. Juli 2000. Zudem leistete sie eine Kostengutsprache für die erstmalige berufliche Ausbildung als Industriemonteur in der Eingliederungsstätte Y._ für die Zeit ab 1. August 2006 bis 31. Juli 2008. Mit Vorbescheid vom 23. Dezember 2009 und Verfügung vom 15. April 2010 sprach die IV-Stelle B._ eine Viertelsrente mit Wirkung ab 1. August 2008 zu.
B. Die hiegegen erhobene Beschwerde hiess das Versicherungsgericht des Kantons St. Gallen mit Entscheid vom 10. Mai 2012 teilweise gut, hob die Verfügung vom 15. April 2010 auf und sprach B._ eine halbe Rente mit Wirkung ab 1. August 2008 zu. Es wies die Sache zur Festsetzung und Ausrichtung der Rente an die IV-Stelle zurück.
C. Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten lässt B._ beantragen, es sei ihm in Aufhebung des kantonalen Entscheids eine ganze Invalidenrente zuzusprechen, eventualiter sei die Sache zur Einholung eines interdisziplinären Gutachtens unter Mitberücksichtigung der Neurologie an die IV-Stelle zurückzuweisen. Zudem wird um Gewährung der unentgeltlichen Rechtspflege für das letztinstanzliche Verfahren ersucht. Mit der Beschwerde lässt B._ einen Bericht des Vereins R._ vom 6. Juni 2012 auflegen.
Die vorinstanzlichen Akten wurden eingeholt. Ein Schriftenwechsel wurde nicht durchgeführt.

Erwägungen:
1. Die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten kann wegen Rechtsverletzungen gemäss Art. 95 und 96 BGG erhoben werden. Das Bundesgericht legt seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (<ref-law>), und kann deren Sachverhaltsfeststellung nur berichtigen oder ergänzen, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von <ref-law> beruht und die Behebung des Mangels für den Ausgang des Verfahrens entscheidend sein kann (Art. 97 Abs. 1 und <ref-law>). Das Bundesgericht wendet das Recht von Amtes wegen an (<ref-law>). Es prüft die Verletzung von Grundrechten und von kantonalem und interkantonalem Recht nur insofern, als eine solche Rüge in der Beschwerde vorgebracht und begründet worden ist (<ref-law>).
2. 2.1 Neue Tatsachen und Beweismittel dürfen nur soweit vorgebracht werden, als erst der Entscheid der Vorinstanz dazu Anlass gibt (<ref-law>). Derartige Umstände können namentlich in formellrechtlichen Mängeln des angefochtenen Entscheids liegen, mit denen die Partei nicht rechnete und nach Treu und Glauben nicht zu rechnen brauchte, oder darin, dass die Vorinstanz materiell in einer Weise urteilt, dass bestimmte Sachumstände neu und erstmals rechtserheblich werden. Der vorinstanzliche Verfahrensausgang allein bildet noch keinen hinreichenden Anlass im Sinne von <ref-law> für die Zulässigkeit von unechten Noven, die bereits im kantonalen Verfahren ohne Weiteres hätten vorgebracht werden können (Urteil 9C_920/2008 vom 16. April 2009 E. 2.3, nicht publ. in: <ref-ruling>, aber in: SVR 2009 BVG Nr. 30 S. 109). Das Einbringen von Tatsachen oder Beweismitteln, die sich erst nach dem angefochtenen Entscheid ereignet haben oder entstanden sind (sog. echte Noven), ist vor Bundesgericht unzulässig (Urteil 8C_407/2012 vom 18. Juli 2012 E. 2.1 mit Hinweis).
2.2 Der im Verfahren vor Bundesgericht neu aufgelegte Bericht des Vereins R._ vom 6. Juni 2012 stellt ein echtes Novum dar, welches im vorliegenden Verfahren unbeachtlich ist.
3. Streitig und zu prüfen ist der vom Beschwerdeführer geltend gemachte Anspruch auf eine höhere als die ab 1. August 2008 zugesprochene halbe Rente, und diesbezüglich namentlich die Höhe der Arbeitsfähigkeit sowie deren Verwertbarkeit auf dem ausgeglichenen Arbeitsmarkt.
Das kantonale Gericht hat die massgeblichen Rechtsgrundlagen zutreffend wiedergegeben. Es betrifft dies insbesondere die Bestimmungen und Grundsätze zu den Begriffen der Erwerbsunfähigkeit (<ref-law>) und der Invalidität (<ref-law> in Verbindung mit <ref-law>), zu den Voraussetzungen und zum Umfang des Rentenanspruchs (<ref-law> [in der seit 1. Januar 2008 in Kraft stehenden Fassung]) und zum Beweiswert sowie zur Beweiswürdigung ärztlicher Berichte und Gutachten (<ref-ruling> E. 5.1 S. 232; <ref-ruling> E. 3a S. 252). Darauf wird verwiesen.
4. 4.1 In Würdigung der Aktenlage ist die Vorinstanz namentlich gestützt auf den Schlussbericht der Eingliederungsstätte Y._ vom 8. Juli 2008 sowie auf die Stellungnahme des RAD vom 17. Mai 2010 zum Ergebnis gelangt, der Versicherte verfüge für leidensangepasste Tätigkeiten über eine 60%ige Restarbeitsfähigkeit auf dem allgemeinen Arbeitsmarkt.
4.2 Im Rahmen der Invaliditätsbemessung betrifft die Feststellung des Gesundheitsschadens, d.h. die Befunderhebung und die gestützt darauf gestellte Diagnose, ebenso eine Tatfrage wie die auf Grund von medizinischen Untersuchungen gerichtlich festgestellte Arbeitsunfähigkeit (<ref-ruling> E. 3.2 S. 398). Die Rüge, wonach die vorinstanzliche Sachverhaltsfeststellung unter dem Blickwinkel von <ref-law> nicht standhalte, ist offensichtlich unbegründet. Das kantonale Gericht hat mit angefochtenem Entscheid, worauf verwiesen wird (<ref-law>), die Aktenlage vollständig und korrekt dargelegt. Es hat schlüssig begründet, weshalb dem Schlussbericht der Eingliederungsstätte Y._ vom 8. Juli 2008, welcher auf einer zweijährigen Ausbildungsphase beruht, sowie der Stellungnahme des RAD vom 17. Mai 2010 im Rahmen der freien Beweiswürdigung (<ref-law>) ausschlaggebendes Gewicht beizumessen und auf die dortige Einschätzung der Arbeitsfähigkeit abzustellen ist. Daran vermögen die sinngemäss bereits im vorinstanzlichen Verfahren erhobenen Einwendungen des Beschwerdeführers nichts zu ändern. Was den Bericht der neuropsychologischen Untersuchung durch Frau Prof. Dr. phil. X._, Neuropsychologin, vom 28. April 2010 anbelangt, hat das kantonale Gericht darlegt, dass darin keine neuen, bisher unberücksichtigten Gesundheitsschäden dokumentiert werden und dass die im Bericht gezogene Schlussfolgerung bezüglich Arbeitsfähigkeit in Anbetracht der Befundlage nicht nachvollziehbar ist. Diese Beurteilung ist im Rahmen der bundesgerichtlichen Überprüfungsbefugnis nicht zu beanstanden. Dem Einwand des Beschwerdeführers, die ihm attestierte Arbeitsfähigkeit sei auf dem ersten Arbeitsmarkt nicht umsetzbar, ist sodann entgegenzuhalten, dass für die Invaliditätsbemessung gemäss Gesetz nicht der aktuelle, sondern der ausgeglichene Arbeitsmarkt massgebend ist (<ref-law>). Der ausgeglichene Arbeitsmarkt ist ein theoretischer und abstrakter Begriff. Er berücksichtigt die konkrete Arbeitsmarktlage nicht, umfasst in wirtschaftlich schwierigen Zeiten auch tatsächlich nicht vorhandene Stellenangebote und sieht von den fehlenden oder verringerten Chancen Teilinvalider, eine zumutbare und geeignete Arbeitsstelle zu finden, ab (<ref-ruling> E. 4.2.1 S. 70 f., 110 V 273 E. 4b S. 276). Der eventualiter beantragten Beweiserweiterungen bedarf es nicht.
4.3 Der vorinstanzliche Einkommensvergleich ist im Übrigen nicht umstritten und gibt keinen Anlass zu weiteren Bemerkungen. Damit hat es beim angefochtenen Entscheid sein Bewenden.
5. Die offensichtlich unbegründete Beschwerde ist im Verfahren nach <ref-law> abzuweisen.
6. Die Kosten des Verfahrens werden dem unterliegenden Beschwerdeführer auferlegt (<ref-law>), da dessen Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege (Prozessführung, Verbeiständung) mangels der gemäss <ref-law> hierfür erforderlichen Voraussetzung der Nichtaussichtslosigkeit der Rechtsvorkehr nicht stattgegeben werden kann.

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen.
2. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird abgewiesen.
3. Die Gerichtskosten von Fr. 500.- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
4. Dieses Urteil wird den Parteien, dem Versicherungsgericht des Kantons St. Gallen und dem Bundesamt für Sozialversicherungen schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 30. August 2012
Im Namen der I. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Ursprung
Die Gerichtsschreiberin: Kopp Käch