Faits:
A. Par décision du 27 janvier 2012, le Tribunal de l'application des peines et des mesures du canton du Valais a refusé à X._ la libération conditionnelle après l'exécution de la moitié de la peine (<ref-law>).
B. Par ordonnance du 15 mars 2012, la Chambre pénale du Tribunal cantonal valaisan a rejeté le recours formé par X._ et confirmé la décision de première instance.
En résumé, elle a retenu les faits suivants:
B.a Par jugement du 1er février 2006, X._ a été reconnu coupable de meurtre intentionnel (<ref-law>) pour avoir tué son épouse dans la nuit du 3 au 4 février 2002. Pour ces faits, il a été condamné à une peine privative de liberté d'une durée de onze ans, sous déduction de 218 jours de détention préventive, et a été astreint à suivre un traitement psychiatrique ambulatoire (art. 43 al. 1 aCP).
B.b Le 2 novembre 2010, X._ a requis une suspension de l'exécution de sa peine afin de pouvoir se transformer légalement en femme et pouvoir ensuite poursuivre l'exécution de sa peine dans un pénitencier pour femmes.
Dans cette procédure, le Département de la sécurité, des affaires sociales et de l'intégration du canton du Valais (ci-après: le Département) a désigné, en mars 2011, en qualité d'expert, le Prof. Y._, psychiatre auprès du service de psychiatrie de liaison et d'accueil du CHUV.
Dans son rapport, l'expert a posé le diagnostic de transsexualisme et a estimé que le traitement hormonal ne devait plus être différé étant donné la souffrance psychique et la pression que subissait l'expertisé du fait que son transsexualisme était resté sans traitement depuis des années et que la structure de sa personnalité ne lui permettait pas de contenir cette souffrance psychique et de tolérer la frustration associée. Il a ajouté qu'un suivi psychothérapeutique et médical approprié incluant un traitement hormonal pouvait être administré à l'intérieur des structures carcérales, mais qu'il s'avérerait difficile de réaliser les différentes étapes du traitement dans les conditions de la détention, notamment la dernière consistant en " l'expérience de vie réelle ". Sans cette phase primordiale, qui devait durer de un à deux ans et permettre au patient de vivre son identité sexuelle désirée en assumant un rôle social en accord avec cette identité, tout traitement opératif ultérieur ne pouvait être entamé. Du point de vue de l'expert, les conditions de vie dans les structures carcérales représentaient un obstacle au traitement du transsexualisme de X._. En conclusion, l'expert a suggéré que la peine soit interrompue le temps d'achever le processus et que le solde soit ensuite effectué dans une prison pour femmes.
En avril 2011, X._ a demandé à pouvoir débuter immédiatement un traitement hormonal auprès d'un endocrinologue. Son plan d'exécution de la sanction a été adapté afin de tenir compte de son transsexualisme. Il a été décidé qu'il serait transféré dans un établissement d'exécution de peine acceptant une prise en charge spécifique liée à la volonté de changement de sexe dès que possible et que, dans l'éventualité d'un transfert à la prison de Lonay, les mêmes facilités dans le suivi médical seraient offertes, qu'un travail en atelier avec des femmes serait organisé, ce qui permettrait de procurer au détenu " l'expérience de vie réelle " préconisée par l'expert et que des permissions seraient octroyées pour la recherche d'emploi. Il a toutefois été impossible de placer X._ dans un environnement carcéral réservé aux femmes.
Le 13 décembre 2011, le Département a rejeté la demande d'interruption de peine de X._, estimant qu'il n'était pas possible de constater la présence d'un motif grave au sens de l'<ref-law>. Cette décision fait actuellement l'objet d'un recours devant la Cour de droit public du Tribunal cantonal valaisan.
B.c Ayant atteint la moitié de sa peine le 12 septembre 2011, X._ a déposé une demande de libération conditionnelle à mi-peine auprès des établissements pénitentiaires valaisans le 26 octobre 2011.
Le 12 décembre 2011, la Commission pour l'examen de la dangerosité du canton du Valais a préavisé défavorablement à la requête de libération conditionnelle anticipée.
Le 22 décembre 2011, le directeur des Etablissements pénitentiaires valaisans a également donné un préavis négatif.
C. Contre l'ordonnance du 15 mars 2012, X._ dépose un recours en matière pénale devant le Tribunal fédéral. Dénonçant une violation de l'<ref-law>, il conclut à la réforme de l'ordonnance attaquée, en ce sens que la libération conditionnelle à mi-peine lui est accordée et qu'il est immédiatement libéré. En outre, il sollicite l'assistance judiciaire.
Il n'a pas été ordonné d'échange d'écritures.

Considérant en droit:
1. Le recourant se plaint d'une violation de l'<ref-law>.
1.1 La cour cantonale a estimé qu'il n'existait pas de " circonstances extraordinaires " ni de motif de " prévention spéciale " justifiant la libération conditionnelle à mi-peine. Selon elle, les conditions actuelles d'incarcération du recourant ne sont pas un obstacle absolu au traitement du transsexualisme. En outre, comme la durée du traitement hormonal n'est pas limitée dans le temps et que la phase ultime de " l'expérience de vie réelle " n'est pas fixe et définitive, cette dernière étape peut être reportée à sa libération conditionnelle ordinaire, après l'exécution des deux tiers de la peine. La cour cantonale a encore relevé que, tout en sachant que le traitement du transsexualisme serait difficile en milieu carcéral, le recourant avait décidé d'initier le processus avant même de connaître le résultat de la procédure de demande d'interruption de la peine.
1.2 Le recourant considère que le diagnostic de transsexualité est une circonstance exceptionnelle qui tient à sa personne et qui implique une libération conditionnelle anticipée. Il explique que le transsexualisme, assimilable à une maladie, implique une " expérience de vie réelle " de femme parallèlement au traitement hormonal. Celle-ci devrait se faire en liberté ou dans une prison pour femmes. Or, cette deuxième solution serait impossible à la suite du refus des directeurs des établissements pour femmes de l'accueillir tant qu'il n'a pas officiellement changé de sexe. Selon lui, la libération conditionnelle anticipée serait la seule solution qui serait compatible avec ses droits de la personnalité et la dignité humaine. En effet, actuellement, sa détention serait contraire à l'<ref-law>, dans la mesure où il serait détenu en isolement total à la prison préventive de Martigny, sans possibilité d'avoir des contacts avec d'autres détenus, les contacts entre détenus à titre préventif et détenus en exécution de peine étant interdit.
2. Selon l'<ref-law>, l'autorité compétente libère conditionnellement le détenu qui a subi les deux tiers de sa peine, mais au moins trois mois de détention, si son comportement durant l'exécution de la peine ne s'y oppose pas et s'il n'y a pas lieu de craindre qu'il ne commette de nouveaux crimes ou de nouveaux délits. Exceptionnellement, le détenu qui a subi la moitié de sa peine, mais au moins trois mois de détention, peut être libéré conditionnellement si des circonstances extraordinaires qui tiennent à sa personne le justifient (<ref-law>).
2.1 La libération conditionnelle anticipée suppose que le détenu ait exécuté la moitié de sa peine, mais au moins trois mois de détention, et qu'il existe des circonstances extraordinaires qui tiennent à sa personne. Pour le surplus, elle est soumise aux mêmes conditions que la libération conditionnelle ordinaire. Elle est assujettie au bon comportement du détenu en cours de détention et à un pronostic non défavorable; autrement dit, la libération conditionnelle est octroyée lorsqu'un pronostic défavorable quant à la conduite future de l'individu concerné ne peut pas être établi (MICHEL DUPUIS et al., Petit commentaire du Code pénal, 2012, n. 6 ad art. 86; GÜNTER STRATENWERTH, Schweizerisches Strafrecht, Allgemeiner Teil II: Strafen und Massnahmen, 2e éd., 2006, n. 69 ad § 4, p. 111).
2.2 La loi ne décrit pas les circonstances extraordinaires tenant à la personne qui justifient la libération conditionnelle à mi-peine.
2.2.1 Dans son message, le Conseil fédéral explique qu'il a été renoncé à définir plus précisément la notion de " circonstances extraordinaires " afin de ne pas empêcher toute évolution future. Selon le Conseil fédéral, devraient entrer en ligne de compte des circonstances qui justifient en soi une grâce ainsi que des considérations de prévention spéciale, par exemple " lorsque l'exécution complète de la peine aurait des effets négatifs sur l'aptitude du détenu à vivre sans commettre d'infraction après sa libération ". Le Conseil fédéral précise qu'une libération conditionnelle après l'accomplissement de la moitié de la peine devrait rester l'exception. Elle serait notamment justifiée lorsque le détenu n'a plus qu'une espérance de vie limitée en raison de l'évolution irréversible d'une maladie ou qu'il s'est engagé volontairement dans une action très risquée, telle qu'une aide en cas de catastrophe (Message du 21 septembre 1998 concernant la modification du code pénal suisse (dispositions générales, entrée en vigueur et application du code pénal), in FF 1999 p. 1928).
2.2.2 Dans la doctrine, les auteurs critiquent l'imprécision de la notion de circonstances extraordinaires tenant à la personne, et tentent de donner quelques interprétations de cette notion.
Ainsi, selon ANDREA BAECHTOLD, conformément au but de la libération conditionnelle, il convient de lier les circonstances extraordinaires à des considérations de prévention spéciale. Pour le surplus, il appartiendra à la jurisprudence de clarifier la portée de l'<ref-law> (ANDREA BAECHTOLD, in Basler Kommentar, Strafrecht I, 2e éd., 2007, n. 17 ad <ref-law>).
Pour BENJAMIN F. BRÄGGER, le message du Conseil fédéral n'apporte pas d'élément déterminant pour clarifier la notion de " circonstances extraordinaires qui tiennent à la personne " du détenu, et il appartiendra à la jurisprudence fédérale de déterminer les cas dans lesquels une libération conditionnelle anticipée sera justifiée. Cet auteur suggère de se référer à la jurisprudence très restrictive du Tribunal fédéral relative à l'interruption de la peine (<ref-law>) (BEJAMIN F. BRÄGGER, Introduction aux nouvelles dispositions du Code pénal suisse relatives aux sanctions et à l'exécution des peines et mesures pour les personnes adultes, 2007, p. 9; le même, Einführung in die neuen Bestimmungen des Schweizerischen Strafgesetzbuches zum Sanktionensystem und zum Straf- und Massnahmenvollzug an Erwachsenen, 2007, p. 10).
CHRISTIAN SCHWARZENNEGER, MARKUS HUG et DANIEL JOSITSCH critiquent la référence du message aux considérations de prévention spéciale (à savoir que la libération conditionnelle à mi-peine serait justifiée " par exemple lorsque l'exécution complète de la peine aurait des effets négatifs sur l'aptitude du détenu à vivre sans commettre d'infraction après sa libération ") au motif qu'une telle interprétation conduirait à faire de l'<ref-law> la règle, alors que cette norme devrait rester l'exception (SCHWARZENEGGER ET AL., Strafrecht II, Strafen und Massnahmen, 8e éd., 2007, p. 219).
Enfin, GÜNTER STRATENWERTH part du constat que la population ne peut pas comprendre (ou seulement difficilement) qu'une peine puisse être remise pour moitié en raison des besoins de rétribution ou de vengeance (Vergeltungsbedürfnisse). Selon lui, ces besoins diminuent, d'une part, lorsque le détenu a ressenti - justement pour des motifs tenant à sa personne - beaucoup plus durement l'exécution de la peine privative de liberté. Ils se réduisent, d'autre part, lorsque le détenu s'est comporté de manière particulièrement méritoire (STRATENWERTH, op. cit., n. 68 ad § 4).
2.2.3 La Commission d'exécution des peines et mesures de la Suisse orientale a également tenté de préciser la portée de l'<ref-law> dans ses directives du 7 avril 2006 sur la libération conditionnelle (cf. Ostschweizer Strafvollzugkommission, Richtlinien betreffend die bedingte Entlassung aus dem Strafvollzug, du 7 avril 2006, point A).
Selon elle, une libération après la moitié de la peine peut être accordée si des circonstances extraordinaires tenant à la personne du détenu offrent une garantie suffisante qu'à l'avenir il ne commettra plus de crime ou de délit.
De telles circonstances extraordinaires existent notamment (a) lorsque l'état de santé du prévenu s'est détérioré de manière irréversible pendant l'exécution de la peine, de sorte que la commission d'autres infractions apparaît pour le moins très invraisemblable en raison de l'état de santé et que la libération anticipée semble indiquée pour des raisons d'équité; (b) lorsque la personne condamnée a été touchée très fortement par les conséquences directes de son acte, si bien que l'on peut admettre que le but de la peine est déjà atteint après l'exécution de la moitié de la peine; (c) lorsque la personne condamnée prouve qu'elle a amélioré le pronostic légal en effectuant, de sa propre initiative, un travail sur les infractions qui lui sont reprochées; (d) lorsque la personne condamnée, en s'astreignant à des privations extraordinaires, a réparé dans une mesure notable les frais générés par sa condamnation et l'exécution de la peine.
2.3 Comme le souligne le terme " exceptionnellement ", la libération conditionnelle à mi-peine doit rester l'exception; l'autorité compétente doit l'octroyer avec une grande retenue (cf. notamment BAECHTOLD, ibidem; SCHWARZENEGGER, ibidem; BRÄGGER, ibidem). Ainsi que le relève le Conseil fédéral, elle devra s'inspirer des motifs qui justifient une grâce. Elle devra examiner, dans chaque cas, si le détenu mérite une libération anticipée, compte tenu de sa situation personnelle, de son comportement et du pronostic quant à son avenir (cf. concernant la grâce, cf. NIKLAUS SCHMID, Handbuch des schweizerischen Strafprozessrechts, 2009, n. 1749 ss). Ainsi, la libération conditionnelle à mi-peine devrait notamment se justifier lorsque l'exécution de la peine représente dans le cas particulier une rigueur excessive et/ou que des motifs d'humanité exigent une libération anticipée. Il devrait en aller de même lorsque le détenu a eu un comportement particulièrement méritoire, démontrant par là qu'il a fait preuve d'un amendement hors du commun. Comme cela découle de la formulation potestative de la règle, selon laquelle " le détenu ... peut être libéré ", l'autorité compétente dispose d'un large pouvoir d'appréciation (arrêt 6B_891/2008 du 20 janvier 2009, consid. 1.3; cf. aussi STRATENWERTH, ibidem). Il s'en suit que le Tribunal fédéral n'interviendra que si celle-ci l'a excédé ou en a abusé, notamment lorsqu'elle aura omis de tenir compte de critères pertinents (<ref-ruling> consid. 2.3 p. 204).
2.4 En l'espèce, le recourant n'a pas eu de comportement particulièrement méritoire, qui justifierait sa libération anticipée. Il invoque son transsexualisme, qui serait assimilable à une maladie et qui rendrait impossible la poursuite de l'exécution de sa peine. Le transsexualisme n'est toutefois pas une maladie si grave, qui nécessiterait sa libération pour des raisons d'humanité. Il ne s'agit pas non plus d'une maladie qui aurait rendu l'exécution de la peine excessivement pénible. Le recourant se plaint certes que ses conditions de détention seraient actuellement contraires à l'<ref-law>, dans la mesure où il serait détenu en isolement total à la prison préventive de Martigny. De la sorte, il présente toutefois des faits nouveaux, qui ne sont pas recevables dans le cadre de la présente procédure (<ref-law>). Au demeurant, ces difficultés de détention, liées à son traitement, doivent être réglées par un aménagement des modalités d'exécution de la peine, et non par la libération anticipée. En conclusion, suivant la cour cantonale, il faut admettre qu'il n'existe pas de " circonstances extraordinaires tenant à la personne " au sens de l'<ref-law>, et que le refus de la libération conditionnelle à mi-peine ne viole pas le droit fédéral. Dans la mesure de leur recevabilité, les griefs du recourant doivent donc être rejetés.
3. Au vu de ce qui précède, le recours doit être rejeté dans la mesure où il est recevable.
Dès lors que le recourant est dans le besoin et que ses conclusions ne paraissaient pas d'emblée vouées à l'échec, l'assistance judiciaire doit lui être accordée (<ref-law>). Me Kathrin Gruber est désignée comme conseil d'office du recourant pour la présente procédure et une indemnité lui sera versée à titre d'honoraires, à la charge de la caisse du Tribunal fédéral (<ref-law>).

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 admise et Me Kathrin Gruber est désignée en qualité de conseil d'office du recourant pour la procédure devant le Tribunal fédéral.
3. La caisse du Tribunal fédéral versera 3'000 fr. à la mandataire du recourant à titre d'honoraires.
4. Il n'est pas prélevé de frais judiciaires.
5. Le présent arrêt est communiqué aux parties et au Tribunal cantonal du canton du Valais, Chambre pénale.
Lausanne, le 4 décembre 2012
Au nom de la Cour de droit pénal
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Mathys
La Greffière: Kistler Vianin