Faits:
A. A.a Les Hôpitaux X._ et l'Hôpital Y._ sont des associations de droit suisse. Le 21 janvier 1999, ces deux associations ont signé un contrat de société simple, afin de former l'Hôpital W._ situé sur les sites de R._ et de S._ (ci-après: W._ ou employeur).
A._ a été engagé par le W._, le 8 février 1999, en qualité d'employé de nettoyage, avant qu'il ne lui soit proposé de faire partie du service des ambulances.
En cours d'emploi, l'employé a passé son permis de conduire d'ambulance lourde, a suivi le cours samaritain numéro 2 et le cours de réanimation cardio-pulmonaire RCP. Du 10 avril 2000 au 31 mars 2001, il a participé à une formation de technicien-ambulancier. Les coûts de formation ont été entièrement supportés par W._, sans qu'il ne soit demandé à l'employé une quelconque contrepartie.
Pour tenir compte de la nouvelle formation de l'employé, un nouveau contrat de travail a été signé, le 26 juillet 2000, entre les parties. Ce contrat prévoyait un salaire mensuel de 4'200 fr. bruts, auquel s'ajoutait le treizième salaire prorata temporis pour une durée de travail mensuelle moyenne de 264 heures (gardes et interventions).
L'employé a travaillé en qualité de technicien-ambulancier du 1er avril 2001 au 28 avril 2002. Puis, du 29 avril 2002 au 22 avril 2004, il a suivi, toujours en cours d'emploi, la formation d'ambulancier diplômé CRS (Croix-Rouge Suisse). L'employé a perçu 5'188 fr. bruts, lors de sa première année de formation en 2002 et 5'290 fr. bruts, en 2003.
Préalablement à cette nouvelle formation, l'employé a eu un entretien avec son supérieur hiérarchique, afin de discuter des modalités de la formation. L'employeur était prêt à supporter l'ensemble des coûts de formation pour autant que l'employé s'engage à travailler cinq ans au sein de W._ après l'obtention du diplôme.
Le 11 mars 2002, les parties au contrat de travail ont signé un contrat de redevance, qui précisait les conditions de remboursement des frais de formation engagés par l'employeur. Selon les termes du contrat, le travailleur devait « s'acquitter d'une redevance de 50'000 francs sur 5 ans, régressive à concurrence de 10'000 francs par année ». En cas de rupture du contrat de travail avant l'échéance de cinq ans, calculée à compter de la fin de la formation, l'employé devait rembourser, au prorata du temps non travaillé au service de l'employeur, les frais de formation dont il a bénéficié.
A.b Le 24 mars 2005, l'employé a résilié son contrat de travail avec effet au 30 juin 2005. W._ en a pris acte et, après avoir rappelé à l'employé son obligation de payer la redevance, a, de sa propre initiative, réduit la durée du travail à accomplir après la formation de cinq à trois ans.
Après la fin de sa formation, l'employé a travaillé 14 mois, en lieu et place des 36 mois requis (3 x 12); au 30 juin 2005, la redevance financière s'élevait ainsi au 22/36èmes de 50'000 fr., soit à 30'555 francs.
B. B.a Le 22 février 2007, les Hôpitaux X._ et l'Hôpital Y._ ont ouvert action contre A._ auprès du Président du Tribunal civil de l'arrondissement de Lausanne. Après avoir prononcé le déclinatoire, le Président a ordonné le report de la cause devant le Tribunal de prud'hommes de l'arrondissement de Lausanne.
Les demanderesses ont requis la condamnation du défendeur au paiement de la somme de 30'000 fr., avec intérêts à 5% l'an dès le 1er juillet 2005, pour non-respect de la convention du 11 mars 2002, et à la levée définitive de l'opposition au commandement de payer no 1.
Le défendeur a conclu au rejet de ces conclusions et, à titre reconventionnel, à ce que les demanderesses soient reconnues débitrices d'un montant de 6'949 fr.44 pour des arriérés de salaire, sous déduction des charges sociales conventionnelles, avec intérêts à 5% l'an dès le 1er avril 2003. Les demanderesses ont conclu au rejet des conclusions reconventionnelles.
Statuant le 2 avril 2008, la juridiction des prud'hommes a admis les conclusions des demanderesses, en ce sens que le défendeur a été reconnu débiteur en faveur des Hôpitaux X._ et de l'Hôpital Y._ de la somme de 30'000 fr. « nets, avec intérêt à 5% l'an dès le 22 février 2007 ». Toutes autres et plus amples conclusions des demanderesses ont été rejetées, de même que les conclusions reconventionnelles.
B.b Les Hôpitaux X._, l'Hôpital Y._ et le Réseau hospitalier Z._ ont recouru contre ce jugement en concluant à sa réforme en ce sens que A._ doit payer aux Hôpitaux X._ et au Réseau hospitalier Z._ la somme de 30'000 fr., avec intérêts à 5% l'an dès le 1er juillet 2005, l'opposition formée au commandement de payer no 1 devant être définitivement levée à due concurrence.
A._ a également recouru contre ce jugement en concluant à libération par voie de réforme, subsidiairement à l'annulation du jugement.
Chaque partie a conclu au rejet du recours de la (des) partie(s) adverse(s).
Statuant par arrêt du 27 octobre 2008, la Chambre des recours du Tribunal cantonal vaudois a rejeté le recours de A._ et admis le recours des Hôpitaux X._, de l'Hôpital Y._ et du Réseau hospitalier Z._. Le jugement du Tribunal des prud'hommes a été réformé, en ce sens que A._ doit payer aux Hôpitaux X._ et au Réseau hospitalier Z._, créanciers solidaires, la somme de 30'000 fr. « net, plus intérêt à 5% l'an dès le 21 novembre 2005 », et que l'opposition formée par A._ au commandement de payer no 1 de l'Office des poursuites de Lausanne-Ouest est levée définitivement à concurrence du montant en capital et intérêts sus-indiqué. Toutes autres ou plus amples conclusions ont été rejetées. Le précédent jugement a été confirmé pour le surplus et A._ a été condamné à payer aux parties adverses, solidairement entre elles, la somme de 2'000 fr. à titre de dépens de deuxième instance.
L'autorité cantonale a admis le recours déposé par les Hôpitaux X._, l'Hôpital Y._ et le Réseau hospitalier Z._, motif pris qu'en cours de procédure de première instance, le Réseau hospitalier Z._ s'est substitué à l'association des communes de T._ pour l'exploitation de l'Hôpital W._. Ainsi, au jour du jugement rendu par le Tribunal de prud'hommes, le 2 avril 2008, les Hôpitaux X._ et le Réseau hospitalier Z._ étaient légitimés activement.
C. C.a A._ exerce un recours en matière civile. A titre principal, il conclut à la réforme du jugement entrepris. Il demande à ce qu'il soit prononcé que les conclusions des Hôpitaux X._, de l'Hôpital Y._ et du Réseau hospitalier Z._ soient rejetées, à ce qu'ordre soit donné au Préposé de l'Office des poursuites de Lausanne-Ouest de radier la poursuite no 1, à ce que toutes autres ou plus amples conclusions soient rejetées et à ce que les dépens de deuxième instance soient mis à la charge des parties adverses. Subsidiairement, le recourant requiert l'annulation du jugement entrepris et le renvoi de la cause pour nouveau jugement au Tribunal de prud'hommes de l'arrondissement de Lausanne, subsidiairement à la Chambre des recours du Tribunal cantonal vaudois.
C.b Par ordonnance présidentielle du 2 mars 2009, l'effet suspensif a été accordé au recours.

Considérant en droit:
1. 1.1 Le recours est dirigé contre un jugement final (<ref-law>), rendu en matière civile (<ref-law>) et en dernière instance cantonale (<ref-law>). Il est formé par une partie qui a pris part à l'instance précédente et succombé dans ses conclusions (<ref-law>). La valeur litigieuse excède le minimum légal de 15'000 fr. prévu en matière de droit du travail (art. 51 al. 1 let. a et 74 al. 1 let. a LTF). Introduit en temps utile (<ref-law>) et dans les formes requises (art. 42 al. 1 à 3 LTF), le recours est en principe recevable.
1.2 Le recours en matière civile peut être interjeté pour violation du droit, tel qu'il est délimité par les art. 95 et 96 LTF. Le Tribunal fédéral applique le droit d'office (<ref-law>). Il n'est donc limité ni par les arguments soulevés dans le recours ni par la motivation retenue par l'autorité précédente; il peut admettre un recours pour un autre motif que ceux qui ont été invoqués et il peut rejeter un recours en adoptant une argumentation différente de celle de l'autorité précédente (<ref-ruling> consid. 1.1 p. 104). Il s'en tient cependant, d'ordinaire, aux questions juridiques que la partie recourante soulève dans la motivation du recours (<ref-law>; <ref-ruling> consid. 1.4.1 p. 254), et il ne se prononce sur la violation de droits fondamentaux que s'il se trouve saisi d'un grief invoqué et motivé de façon détaillée (<ref-law>; <ref-ruling> consid. 3.2 p. 88; <ref-ruling> consid. 1.4.2 p. 254).
1.3 Le Tribunal fédéral conduit son raisonnement juridique sur la base des faits établis par l'autorité précédente (<ref-law>). Il ne peut s'en écarter que si les faits ont été établis de façon manifestement inexacte ou en violation du droit au sens de l'<ref-law> (<ref-law>). Aucun fait nouveau ni preuve nouvelle ne peut être présenté à moins de résulter de la décision de l'autorité précédente (<ref-law>).
2. Il n'est pas contesté que les parties au contrat de travail ont, le 11 mars 2002, signé un contrat de redevance, qui prévoyait un remboursement prorata temporis des frais de formation en cas de départ de l'employé avant l'échéance fixée contractuellement à cinq ans à compter de la fin de la formation.
Le recourant plaide l'application par analogie des dispositions relatives aux clauses de prohibition de concurrence, en particulier de l'<ref-law> et de l'<ref-law>, aux clauses de remboursement des frais de formation, telles que celle convenue entre les parties.
3. Le recourant prétend qu'il y a lieu d'appliquer l'<ref-law> aux clauses de remboursement et soutient disposer de plusieurs motifs justifiés de quitter son emploi. Ainsi, il invoque la réduction des tours de garde de 24 à 12 heures, la restructuration du service d'ambulances, la non-augmentation de son salaire à la fin de la formation, l'enrichissement de l'hôpital sur le dos de l'employé, dès lors que l'hôpital était entièrement ou très largement subventionné par l'Etat de Vaud et enfin la durée excessive de la convention de remboursement, qui a eu pour effet de rompre la confiance entre les parties.
Lors même que la cour cantonale a fait application de l'<ref-law> par analogie, le recourant n'explique pas, dans son grief, en quoi les juges cantonaux auraient fait une application erronée de cette disposition; il ne conteste en particulier pas la considération de la cour cantonale selon laquelle les employeurs n'auraient pas provoqué l'avènement de la condition faisant naître leur créance contre l'employé. Aucune critique n'est par ailleurs avancée sur l'absence, in casu, de justes motifs de résiliation immédiate.
En définitive, le recourant soutient qu'il y a lieu d'appliquer l'<ref-law> par analogie. En guise de motivation, il cite les auteurs de doctrine qui recommandent l'application de cette dernière disposition et affirme que la position adoptée par les juges cantonaux, qui ont écarté l'application de l'<ref-law>, néglige totalement le besoin de protection de l'employé, partie faible.
Si la recevabilité quant à la forme de l'argumentation développée par le recourant est sujette à caution, la question peut néanmoins demeurer indécise, dès lors que le recours ne résiste de toute façon pas à l'examen. Comme développé ci-après, il n'y a en effet pas lieu de déduire des constatations de fait cantonales que l'employé avait des motifs justifiés de résilier le contrat, au sens de l'<ref-law>:
Tout d'abord, le fait que les tours de garde aient été réduits de 24 à 12 heures dépend de circonstances qui ne sont pas imputables à l'employeur, puisqu'il a été constaté que cette réduction a eu lieu à la suite de l'intervention du Secrétariat d'Etat à l'économie (SECO) et que cette intervention était justifiée par des motifs de sécurité (jugement cantonal pp. 7 et 21); ce changement concerne du reste tous les hôpitaux, même ceux situés à l'extérieur du canton de Vaud. Le recourant ne prétend de surcroît pas que l'employeur lui aurait imposé, par la modification du nombre de garde, une augmentation du temps de travail total, voire encore que le nombre de trajets mensuels en découlant serait disproportionné.
Ensuite, le recourant fait état de la restructuration du service d'ambulances, qui a imposé aux ambulanciers d'aider leurs collègues des urgences pendant toute la durée de garde. Dès lors que le jugement attaqué ne retient pas que la restructuration en question aurait entraîné des modifications substantielles sur le travail des employés, comme par exemple une surcharge de travail, il n'y a pas matière à examiner plus avant le grief.
Le recourant prétend aussi que l'employeur n'aurait pas tenu sa promesse d'augmenter son salaire et que, suite à ce comportement, le lien de confiance aurait été rompu. La démonstration est vaine, puisqu'il ne ressort pas des constatations de fait que l'employeur aurait promis une augmentation de salaire. Il découle par contre du même état de fait que le salaire du recourant a été augmenté en 2002, puis en 2003, soit respectivement lors de la première, puis de la seconde année de formation d'ambulancier diplômé CRS.
Le recourant affirme encore, pour justifier l'existence de motifs justifiés de résiliation, que l'employeur, entièrement ou très largement subventionné par l'Etat de Vaud, s'est enrichi sur son dos, en l'ayant amené à signer une convention de remboursement à concurrence de 50'000 francs. Là encore, le recourant s'écarte de manière inadmissible des faits souverains, puisqu'il a été constaté que l'employeur a tenu compte de la subvention de l'Etat pour fixer la redevance, sans que cette constatation ne soit directement critiquée.
Enfin, le recourant prétend que la confiance qu'il avait en son employeur a cessé du fait que les cinq ans - à compter de l'achèvement de la formation - durant lesquels il devait rester au service de W._ et qui couraient au moment du licenciement, étaient excessifs. Le motif est infondé. En effet, il ne ressort pas de l'état de fait que le caractère excessif de la convention ait été invoqué avant la rupture des relations contractuelles, en mars 2005. Le recourant a donc attendu plus de trois ans après la signature de l'accord de redevance et, surtout, plus de quatorze mois après la fin de sa formation, pour dénoncer la durée initiale de cinq ans qu'il qualifie d'excessive. Compte tenu de ces périodes relativement longues, durant lesquelles aucun grief n'a été formulé en lien avec la clause de remboursement convenue, le recourant ne saurait valablement prétendre, à titre de motif justifié de résiliation, que l'échéance de cinq ans susmentionnée aurait ruiné la confiance qu'il portait en son employeur et que la seule issue était la résiliation du contrat. En outre, comme on le verra ci-après, le recourant se contente d'affirmer que la durée initialement prévue était excessive, sans démontrer qu'une telle durée ne satisfaisait pas aux conditions légales posées à un remboursement dégressif.
Par conséquent, la critique du recourant est vaine, sans qu'il ne soit nécessaire d'examiner plus avant la question controversée d'une application par analogie de l'<ref-law> à une clause de remboursement des frais de formation.
4. Le recourant prétend encore que la clause de remboursement est excessive.
Il soutient qu'au moment de la résiliation du contrat de travail, le 24 mars 2005, « la durée de l'obligation de rembourser » n'avait pas encore été réduite par l'employeur de cinq à trois ans. Il en découle nécessairement, pour le recourant, qu'au terme du contrat, la durée prévue dans la convention de remboursement était excessive. Le recourant y voit deux conséquences juridiques: soit la convention est invalide et les frais de formation n'ont pas à être remboursés, soit la convention est partiellement valide et, dans cette hypothèse, la durée initialement prévue doit être réduite.
Le recourant n'explique pas en quoi la durée initiale de cinq ans serait contraire au droit; il ne fait état d'aucune disposition légale qui aurait été violée sur ce point. Il va donc sans dire que la démonstration est à cet égard irrecevable (cf. <ref-law>).
Quant à la critique se rapportant à la réduction par le juge de la durée de travail à accomplir après la formation, elle ne peut être accueillie favorablement.
Il a été constaté en fait que la période initialement arrêtée par les parties a été réduite par l'employeur en faveur de l'employé - ce qui n'est pas contesté -, avant même que le juge ne soit saisi. Statuant sur la question, l'autorité cantonale a retenu que la réduction à trois ans décidée par l'employeur permettait de satisfaire aux conditions légales posées à un remboursement dégressif.
Le recourant reproche aux magistrats cantonaux de n'avoir pas fait le nécessaire pour « tenir compte de toutes les circonstances », conformément à ce qui est prévu à l'<ref-law>. Il soutient à cet égard que les juges cantonaux auraient dû compléter l'instruction ou annuler et renvoyer la cause à l'autorité précédente pour nouvelle instruction, ce qu'ils n'ont pas fait, en violation de l'<ref-law> vaud.
La critique est vaine, dès lors que le recourant ne prétend pas que les magistrats vaudois auraient fait une application arbitraire, ou contraire à un autre droit constitutionnel, de l'unique disposition de droit de procédure cantonal dénoncée en lien avec l'instruction des faits de la cause. En outre, on ne voit pas en quoi la durée de remboursement de trois ans serait, au regard des faits souverainement constatés, contraire au droit fédéral - ce qui n'est du reste même pas évoqué par le recourant.
5. Le recourant s'en prend, en dernier lieu, aux considérations de la cour cantonale relatives à l'existence d'un dommage, comme condition de l'indemnisation, et à la réduction du montant à rembourser.
En réponse à la critique de l'employé arguant de l'inexistence de tout dommage subi par l'employeur, conséquemment au remboursement par l'Etat de Vaud des frais de formation, la cour cantonale a fait siennes les considérations émises par les premiers juges, qui ont notamment posé que l'employeur avait tenu compte de la subvention de l'Etat pour fixer la redevance. S'agissant de la réduction du montant à rembourser, les magistrats cantonaux ont retenu que l'enrichissement illégitime de l'employeur n'a pas été établi et qu'en conséquence, il n'y avait pas lieu de réduire le montant.
Dans son grief, le recourant dénonce une violation du devoir d'instruction d'office du Tribunal cantonal, en se référant pour partie au jugement de première instance. Ainsi, de son point de vue, l'autorité de première instance aurait dû déterminer si la convention visait le remboursement de frais effectifs ou un montant abstrait et, pour ce faire, instruire complètement la question de l'existence d'un dommage de l'employeur; il poursuit en soutenant que le Tribunal cantonal aurait dû combler cette lacune d'instruction.
Le grief est irrecevable. Force est, en effet, de constater que le recourant n'indique pas quel droit aurait été enfreint par l'autorité cantonale. La seule base légale qu'il cite est l'<ref-law> vaud. Or, il ne démontre pas dans quelle mesure cette disposition de droit cantonal aurait été appliquée de manière insoutenable. Aucune critique, sous l'angle de la constatation des faits, n'est par ailleurs entreprise par le recourant. Le grief, insuffisamment motivé, ne saurait donc être accueilli.
6. Sur le vu de ce qui précède, le recours est rejeté dans la mesure de sa recevabilité.
7. Compte tenu de l'issue du recours, il convient de mettre les frais judiciaires à la charge du recourant et de le condamner à verser aux intimés une indemnité à titre de dépens (art. 66 al. 1 et 68 al. 1 et 2 LTF).

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté dans la mesure de sa recevabilité.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 800 fr., sont mis à la charge du recourant.
3. Une indemnité de 2'500 fr., à payer solidairement aux intimés à titre de dépens, est mise à la charge du recourant.
4. Le présent arrêt est communiqué aux mandataires des parties et à la Chambre des recours du Tribunal cantonal du canton de Vaud.
Lausanne, le 25 mai 2009
Au nom de la Ire Cour de droit civil
du Tribunal fédéral suisse
La Présidente: La Greffière:
Klett Crittin