Faits:
A. S._, né en Amérique du Sud, y a obtenu en décembre 2000 un diplôme d'"analyste en administration d'entreprises avec spécialisation agricole". Arrivé en Suisse au mois d'août 2002, il a d'abord travaillé pour le compte de X._ SA puis, dès le 1er juillet 2004, pour Y._ SA en qualité d'employé de cave. Le 26 mars 2007, le prénommé a déposé une demande de prestations auprès de l'Office de l'assurance-invalidité du canton de Fribourg (ci-après: l'office AI) en vue d'un reclassement professionnel, invoquant des atteintes au rachis. L'administration a sollicité les renseignements usuels auprès du docteur A._, spécialiste FMH en médecine interne générale et médecin traitant, qui a diagnostiqué notamment des discopathies dégénératives L2/L3, L3/L4 et L4/L5, une protusion du disque intervertébral L4/L5 à prédominance médio-latérale gauche et une protusion médiane à légère prédominance paramédiane gauche du disque L5/S1 (rapport du 22 mai 2007). Le 17 septembre 2007, le docteur M._, spécialiste FMH en chirurgie orthopédique, a mis en place une double prothèse des disques L4/L5 et L5/S1 (rapport du 24 novembre 2007).
Le 4 avril 2008, l'Office fédéral de la formation professionnelle et de la technologie a certifié que le diplôme obtenu par S._ en Amérique du Sud était comparable au brevet fédéral sanctionnant une formation professionnelle supérieure du degré tertiaire B (ISCED 5B).
Chargé par l'office AI de la réalisation d'une expertise, le docteur G._, spécialiste FMH en rhumatologie et en médecine interne, a diagnostiqué des lombo-pseudo-sciatalgies bilatérales chroniques, une périarthropathie de la hanche droite et un status après double prothèse discale L4/L5 et L5/S1. La capacité de travail était de 50 % dans une activité légère excluant le port de charges de plus de 10 kilogrammes et les mouvements répétitifs du rachis en porte-à-faux, autorisant l'alternance de la position assise-debout et tenant compte d'une diminution de rendement due aux douleurs (pauses supplémentaires), à la nécessité d'alterner régulièrement les positions et à une plus grande lenteur dans la mobilisation du rachis; l'accomplissement d'un "travail administratif de bureau" était souhaitable (rapport du 11 novembre 2008). L'administration a accordé à S._, par décisions du 18 août 2009 (faisant suite à un projet du 28 novembre 2008), une rente entière du 1er novembre au 31 décembre 2007 puis une demi-rente, basée sur un taux d'invalidité de 57 %, dès le 1er janvier 2008. Elle lui a refusé, par décision du 30 mars 2010 (confirmant un projet du 11 mars 2009), l'octroi de toute mesure professionnelle à l'exception d'une aide au placement.
B. L'assuré a déféré la décision du 30 mars 2010 devant le Tribunal cantonal du canton de Fribourg, Cour des assurances sociales, en concluant à l'octroi d'une mesure de reclassement selon l'<ref-law>. Le tribunal cantonal l'a débouté par jugement du 5 octobre 2012.
C. S._ interjette un recours en matière de droit public contre ce jugement dont il demande la réforme. Il conclut à l'octroi d'une mesure de reclassement professionnel.
L'office AI et l'Office fédéral des assurances sociales ont renoncé à se déterminer.

Considérant en droit:
1. 1.1 Le recours en matière de droit public (<ref-law>) peut être formé pour violation du droit selon 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 (cf. <ref-ruling> consid. 1.4 p. 140).
1.2 Le Tribunal fédéral statue sur la base des faits établis par l'autorité précédente (<ref-law>). Il peut cependant rectifier ou compléter d'office les constatations de l'autorité précédente si les faits ont été établis de façon manifestement inexacte ou en violation du droit au sens de l'<ref-law> (<ref-law>).
2. Le litige porte sur le droit du recourant à une mesure de reclassement professionnel (<ref-law>). Le jugement entrepris expose correctement les règles applicables à la résolution du cas, si bien qu'il suffit d'y renvoyer.
3. La juridiction cantonale a constaté que le recourant avait toujours exercé des emplois non qualifiés, tant en Amérique du Sud qu'en Suisse, nonobstant l'obtention en 2000 d'un diplôme d'analyste en administration d'entreprises avec spécialisation agricole. Elle en a déduit que l'intéressé, s'il n'était pas devenu invalide, aurait continué au degré de la vraisemblance prépondérante d'occuper de tels emplois. De plus, l'exercice d'une activité dans le domaine des services, compatible avec les limitations fonctionnelles du recourant, était susceptible de lui procurer un revenu aussi élevé que celui qu'il réalisait comme employé de cave avant d'être atteint dans sa santé et la formation acquise en Amérique du Sud lui avait apporté des connaissances suffisantes pour travailler dans ce secteur. Les possibilités de gain existantes étaient ainsi à peu près équivalentes à celles provenant de l'activité antérieure, si bien qu'une mesure de reclassement n'était pas nécessaire.
4. Selon le recourant, qui invoque une violation de l'<ref-law>, la juridiction cantonale ne pouvait pas admettre qu'il disposait des compétences requises pour exercer un travail de bureau étant donné qu'il n'avait jamais pratiqué cette activité et que les nombreuses recherches d'emploi qu'il avait effectuées en Suisse dans ce secteur étaient demeurées infructueuses. Partant, les premiers juges auraient considéré à tort qu'il n'avait pas besoin de mesures de reclassement professionnel pour maintenir ou améliorer sa capacité de gain dans ce domaine. Au surplus, un travail de bureau ne serait pas à même de lui procurer un salaire plus élevé que celui qu'il toucherait comme employé de cave.
5. Il ressort du jugement entrepris que la candidature du recourant à deux emplois (auprès de l'administration de Y._ SA en 2006 et pour un poste d'ingénieur agronome à l'Office Z._ en 2008) a été écartée sans motivation. Sur ce point, l'état de fait établi par les premiers juges doit être complété (<ref-law>) en ce sens que l'intéressé a déclaré, lors d'un entretien avec un collaborateur de l'office AI du 30 mai 2008, avoir effectué plusieurs recherches d'emploi dans le domaine de l'agronomie qui seraient restées sans suite en raison de son manque de connaissances de la langue allemande et du fonctionnement des secteurs agricole et politique suisses. Au surplus, après s'être inscrit au chômage, le recourant a dû procéder à de nombreuses recherches d'emploi et celles-ci n'ont débouché sur aucun engagement. En dépit de ces éléments, la juridiction cantonale a admis sans la moindre motivation que l'intéressé disposait, grâce à la formation qu'il avait effectuée en Amérique du Sud, des connaissances nécessaires pour exercer une activité dans le domaine des services et n'avait donc pas besoin d'un reclassement professionnel. Les premiers juges n'ont pas examiné pour quelles raisons le recourant n'était pas parvenu, malgré les recherches qu'il a effectuées, à trouver un emploi dans le secteur considéré. En l'absence de précisions sur cette question, ils ne pouvaient pas admettre qu'un reclassement professionnel n'était pas nécessaire. La juridiction cantonale a dès lors statué sur la base d'un état de fait incomplet et, partant, violé le droit fédéral.
6. Il suit de ce qui précède que le recours doit être admis et le dossier retourné à l'intimé pour qu'il reprenne l'instruction de la cause afin de déterminer si le diplôme obtenu en Amérique du Sud par le recourant lui permet d'exercer une activité à 50 % respectant les limitations fonctionnelles retenues par le docteur G._ sans reclassement professionnel puis statue à nouveau sur le droit de l'intéressé à une telle prestation et, le cas échéant, sur la forme que celle-ci doit revêtir.
7. Vu l'issue du litige, les frais judiciaires doivent être mis à la charge de l'intimé, qui succombe (<ref-law>). Le recourant, qui est représenté par un avocat du Service juridique d'Intégration handicap, peut prétendre à une indemnité de dépens pour l'instance fédérale (<ref-law>), ce qui rend sans objet la demande d'assistance judiciaire qu'il a déposée.

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est admis en ce sens que la décision de l'Office de l'assurance-invalidité du canton de Fribourg du 30 mars 2010 et le jugement du Tribunal cantonal du canton de Fribourg, Cour des assurances sociales, du 5 octobre 2012 sont annulés, la cause étant renvoyée à l'intimé pour instruction complémentaire et nouvelle décision.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 500 fr., sont mis à la charge de l'intimé.
3. L'intimé versera au recourant la somme de 2'500 fr., y compris la taxe à la valeur ajoutée, à titre de dépens pour la procédure de dernière instance.
4. Le présent arrêt est communiqué aux parties, au Tribunal cantonal du canton de Fribourg, Cour des assurances sociales, et à l'Office fédéral des assurances sociales.
Lucerne, le 9 avril 2013
Au nom de la IIe Cour de droit social
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Kernen
Le Greffier: Bouverat