Sachverhalt:
A. X._ (geb. 1958) und Z._ (geb. 1969) heirateten am 3. Oktober 2007. Sie haben keine gemeinsamen Kinder. Die Ehefrau ist aus einer früheren Beziehung Mutter der Tochter Y._ (geb. 1998).
B. Am 23. Mai 2011 leitete die Ehefrau ein Eheschutzverfahren ein. Davor hatte es drei weitere Eheschutzverfahren gegeben, wobei die Parteien das Zusammenleben jeweils wieder aufnahmen. Das dritte Verfahren beendeten die Parteien nach Abschluss eines aussergerichtlichen umfassenden Ehe-, Unterhalts- und Erbvertrages. Im neu eingeleiteten Verfahren beantragte die Ehefrau unter anderem die Genehmigung der damals getroffenen Unterhaltsregelung; eventualiter sei ihr ab 15. April 2011 ein Unterhaltsbeitrag von monatlich Fr. 29'000.-- zuzusprechen.
Mit Eheschutzurteil vom 28. März 2012 verpflichtete das Einzelgericht des Bezirksgerichts A._ den Ehemann zur Bezahlung eines monatlichen Unterhaltsbeitrages an die Ehefrau von Fr. 14'765.-- vom 15. April 2011 bis 31. März 2012 resp. von Fr. 13'797.-- ab 1. April 2012. Das Begehren des Ehemanns, es sei die Gütertrennung anzuordnen, wies das Gericht ab.
C. Gegen diesen Entscheid erhob der Ehemann Berufung an das Obergericht Zürich. Er beantragte erneut die Anordnung der Gütertrennung. Weiter verlangte er, die Unterhaltsbeiträge seien auf Fr. 10'000.-- von April 2011 bis 31. März 2012 festzusetzen. Ab 1. April 2012 sei von jeglicher Unterhaltsverpflichtung abzusehen. Die Ehefrau schloss auf Abweisung der Berufung.
Mit Urteil vom 17. Januar 2013 wies das Obergericht das Begehren um Anordnung der Gütertrennung ab. Die Unterhaltsbeiträge wurden festgesetzt auf Fr. 14'508.-- vom 15. April 2011 bis 31. März 2012, auf Fr. 8'897.-- vom 1. April 2012 bis 31. [recte: 30.] April 2013 und danach auf Fr. 11'878.--. Die Kosten auferlegte das Obergericht dem Ehemann zu sieben und der Ehefrau zu einem Achtel. Weiter verpflichtete es den Ehemann, der Ehefrau eine Parteientschädigung von Fr. 3'240.-- zu entrichten.
D. Der Ehemann (Beschwerdeführer) hat gegen dieses Urteil mit Eingabe vom 7. Februar 2013 Beschwerde an das Bundesgericht erhoben. Er beantragt, der Unterhaltsbeitrag an die Ehefrau (Beschwerdegegnerin) sei ab dem 30. April 2013 auf Fr. 3'972.-- zu reduzieren.
Das Bundesgericht hat die Akten, in der Sache selbst aber keine Vernehmlassungen eingeholt.

Erwägungen:
1. Eheschutzmassnahmen (<ref-law>) sind eine Zivilsache, womit die Beschwerde in Zivilsachen grundsätzlich offen steht (<ref-law>). Beim angefochtenen Urteil handelt es sich um einen Endentscheid im Sinne von <ref-law>. Das Obergericht des Kantons Zürich ist die letzte kantonale Instanz (<ref-law>). Vorliegend strittig ist die Unterhaltspflicht des Beschwerdeführers, womit es sich um eine Frage vermögensrechtlicher Natur handelt. Die Streitwertgrenze von Fr. 30'000.-- (<ref-law>) ist angesichts der Höhe und der unbestimmten Dauer der strittigen Unterhaltsbeiträge erreicht (<ref-law>). Der Beschwerdeführer ist gemäss <ref-law> zur Beschwerde berechtigt. Die Beschwerdefrist gemäss <ref-law> ist eingehalten.
2. Weil Eheschutzentscheide vorsorgliche Massnahmen im Sinne von <ref-law> darstellen (<ref-ruling> E. 5.2 S. 397), kann einzig die Verletzung verfassungsmässiger Rechte gerügt werden. Hierfür gilt das strenge Rügeprinzip (<ref-law>). Das bedeutet, dass das Bundesgericht nur klar und detailliert erhobene und soweit möglich belegte Rügen prüft, während es auf ungenügend begründete Rügen und rein appellatorische Kritik am angefochtenen Entscheid nicht eintritt. Wird die Verletzung des Willkürverbots gerügt, reicht es sodann nicht aus, die Lage aus Sicht des Beschwerdeführers darzulegen und den davon abweichenden angefochtenen Entscheid als willkürlich zu bezeichnen; vielmehr ist im Einzelnen darzulegen, inwiefern das kantonale Gericht willkürlich entschieden haben soll und der angefochtene Entscheid deshalb an einem qualifizierten und offensichtlichen Mangel leidet (<ref-ruling> E. 2.2 S. 246).
Nach ständiger bundesgerichtlicher Praxis liegt Willkür nicht schon dann vor, wenn eine andere Lösung ebenfalls vertretbar erscheint oder sogar vorzuziehen wäre; sie ist erst gegeben, wenn ein Entscheid auf einem offensichtlichen Versehen beruht, 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. 4; <ref-ruling> E. 4.2 S. 560). Dabei genügt es nicht, wenn der angefochtene Entscheid sich nur in der Begründung als unhaltbar erweist; eine Aufhebung rechtfertigt sich erst, wenn er auch im Ergebnis verfassungswidrig ist (<ref-ruling> E. 1.3 S. 5; <ref-ruling> E. 2.2.2 S. 319).
3. Die Vorinstanz ging für die Berechnung des Unterhaltsbeitrages von den nachfolgend dargestellten finanziellen Verhältnissen der Parteien aus.
3.1 Der Beschwerdeführer ist ehemaliger stellvertretender Direktor im Bereich Wealth Management der Bank W._. Er erzielte ein Jahresnettoeinkommen von Fr. 269'079.--, entsprechend Fr. 22'423.-- im Monat. Das Arbeitsverhältnis wurde von der Bank W._ per 31. März 2012 gekündigt. Seither bezieht er Taggelder der Arbeitslosenversicherung. Angesichts des Höchstbetrages des versicherten Verdienstes von Fr. 10'500.-- resultieren Taggelder von Fr. 6'971.-- netto (bei 70% gemäss <ref-law>). Die Vorinstanz hält weiter fest, der Beschwerdeführer habe sich in der Regel pro Monat um sechs Stellen bemüht, wobei die Bewerbung meist persönlich oder via Headhunter erfolgt sei. Mit Wirkung ab dem 1. Mai 2013 setzte die Vorinstanz ein hypothetisches Einkommen von Fr. 15'000.-- fest. Darauf wird zurückzukommen sein.
Weiter berücksichtigte die Vorinstanz Einkünfte aus zwei Verwaltungsratsmandaten von Fr. 518.-- pro Monat. Gestützt auf die Steuerveranlagung 2009 bezifferte sie das bewegliche Nettovermögen des Beschwerdeführers auf Fr. 4'941'362.-- (inkl. Lebensversicherungen und Motorfahrzeugen, abzüglich der auf den Wertschriftendepots lastenden Schulden von Fr. 1'000'000.--). Anhand des in der Steuererklärung ausgewiesenen steuerbaren Ertrags von Fr. 107'521.-- errechnete sie eine Rendite von 2.2% und einen monatlichen Vermögensertrag von Fr. 8'960.--. Aufgrund der schwierigen Finanzmarktsituation reduzierte die Vorinstanz diesen Betrag für die Periode vom 15. April 2011 bis zum 31. März 2012 auf Fr. 4'297.-- pro Monat. Mit der Begründung, dass sich im Jahr 2012 die Lage an den Finanzmärkten merklich verbessert habe und ähnliche Renditen erzielt werden könnten wie 2009, nahm die Vorinstanz ab dem 1. April 2012 wieder Vermögenserträge von monatlich Fr. 8'960.-- an. Der Beschwerdeführer hat mehrere Liegenschaften, für welche die Vorinstanz keinen Ertrag anrechnete.
In der vorliegend umstrittenen Zeitspanne (ab 1. Mai 2013) setzt sich gemäss den Ausführungen der Vorinstanz das Einkommen des Beschwerdeführers somit folgendermassen zusammen:
Hypothetisches Einkommen: Fr. 15'000.--
Verwaltungsratshonorare Fr. 518.--
Vermögensertrag Fr. 8'960.--
Total Fr. 24'478.--
Den Bedarf des Beschwerdeführers setzte die Vorinstanz auf Fr. 7'644.-- fest, was dieser nicht beanstandet.
3.2 Die Beschwerdegegnerin geht nach den Feststellungen der Vorinstanz zur Zeit keiner Arbeit nach, war früher indes erfolgreich als Model und Bardame tätig. Auf ihrer Seite ging die Vorinstanz ab dem 1. Mai 2013 von einem hypothetischen Einkommen von Fr. 2'500.-- aus. Das Vermögen bezifferte die Vorinstanz auf Fr. 522'000.-- und sie setzte einen Vermögensertrag von Fr. 435.-- ein. Wie die Vorinstanz ausführt, entspricht dies den Feststellungen der ersten Instanz, die im Berufungsverfahren unbeanstandet geblieben seien. Daraus schliesst die Vorinstanz auf Einkünfte der Beschwerdeführerin von insgesamt Fr. 2'935.--.
Den Bedarf der Beschwerdegegnerin einschliesslich der Tochter Y._ setzte die Vorinstanz auf Fr. 9'856.-- fest. Im vorliegenden Verfahren wird die Bedarfsberechnung nicht bestritten.
3.3 Das Obergericht des Kantons Zürich wandte schliesslich die zweistufige Berechnungsmethode an, indem es den beidseitigen Bedarf der Parteien dem Gesamteinkommen gegenübergestellt und anschliessend eine (vorliegend hälftige) Überschussteilung vorgenommen hat. Dies führte zum strittigen Unterhaltsbeitrag von Fr. 11'878.-- ab 1. Mai 2013.
4. Die Darstellung seiner finanziellen Verhältnisse durch die Vorinstanz rügt der Beschwerdeführer in mehrfacher Hinsicht.
4.1 In erster Linie beanstandet der Beschwerdeführer, dass ihm ein hypothetisches Einkommen von Fr. 15'000.-- angerechnet wurde. Er wendet sich dabei nicht grundsätzlich gegen die Zumutbarkeit der Aufnahme einer Arbeitstätigkeit, sondern er rügt als willkürlich, die Vorinstanz habe nicht festgestellt, dass ihm das Finden einer Tätigkeit mit diesem Einkommen tatsächlich möglich sei. Die Vorinstanz habe sich weder mit seinem Alter von 55 Jahren auseinandergesetzt noch mit dem Umstand, dass sämtliche Schweizer Banken Personal abbauen würden. Sie habe lediglich auf statistische Durchschnittswerte bzw. Lohntabellen abgestellt.
4.1.1 Entgegen der Behauptung des Beschwerdeführers ging die Vorinstanz sehr wohl auf die aktuelle Situation des Finanzplatzes ein und berücksichtigte dabei auch das Alter des Beschwerdeführers. So hielt sie explizit fest, es sei notorisch, dass in der Finanzbranche sehr viele Arbeitsplätze abgebaut würden, wovon auch der Bereich der Vermögensverwaltung, in welcher der Beschwerdeführer tätig gewesen sei, betroffen sei. Hingegen befand sie, der Beschwerdeführer habe sein Bewerbungspotential nicht voll ausgeschöpft. Namentlich hielt die Vorinstanz fest, dass sich keine ordentliche Bewerbung in den Akten finde. Weiter betonte sie, der (damals) 54-jährige Beschwerdeführer sei sehr gut ausgebildet und verfüge über breite Erfahrungen und ein grosses Beziehungsnetz.
Der schwierigen Situation in der Finanzbranche trug die Vorinstanz dadurch Rechnung, dass sie dem Beschwerdeführer nicht den früher erzielten Lohn anrechnete, sondern diesen reduzierte. Die gegenüber seinem früheren Einkommen zu erwartende Einbusse schätzte sie auf rund einen Drittel, woraus sich der Betrag von Fr. 15'000.-- ergab (gegenüber den Fr. 22'423.-- bei der Bank W._).
4.1.2 Mit diesen konkreten Erwägungen der Vorinstanz setzt sich der Beschwerdeführer nicht detailliert auseinander. Er belässt es bei der appellatorischen Behauptung, einen ehemaligen Exekutivdirektor, der brasilianische Grosskunden beraten habe, brauche heute niemand mehr. Auf den Vorhalt der fehlenden Bewerbungen, seiner grossen beruflichen Erfahrung und des Beziehungsnetzes geht er nicht ein. Die vorinstanzliche Sachverhaltsfeststellung, eine Erwerbsarbeit sei tatsächlich möglich, erweist sich mangels substanziierten Rügen nicht als willkürlich (vgl. vorstehend E. 2).
4.1.3 Was sodann die Höhe des hypothetischen Einkommens anbelangt, darf entgegen den Ausführungen des Beschwerdeführers auf Lohnbücher und statistische Durchschnittswerte abgestellt werden, soweit eine hinreichende Tatsachenbasis gegeben ist (vgl. <ref-ruling> E. 3.2 S. 122; Urteil 5A_99/2011 vom 26. September 2011 E. 7.4.1, nicht publ. in <ref-ruling>). Im Übrigen hat das Obergericht den früheren Lohn um einen Drittel gekürzt. Insgesamt liegt keine Willkür vor.
4.2 Weiter rügt der Beschwerdeführer, die Vorinstanz habe bei der Annahme, der Vermögensertrag sei heute gleich hoch wie im Jahr 2009, nicht berücksichtigt, dass sein Vermögen nicht mehr demjenigen im Jahr 2009 entspreche. Sie sei von einem zu hohen Vermögen ausgegangen. Namentlich habe er der Beschwerdegegnerin im Jahr 2010 Fr. 580'000.-- bezahlt, vom Juni 2010 bis April 2011 zusätzliche Fr. 275'000.--, weiter schulde er ihr bis heute noch circa Fr. 265'000.-- für Unterhalt und seit seiner Arbeitslosigkeit im April 2012 lebe er von seinem Vermögen. Die Vorinstanz hätte bei der Berechnung daher von einem Vermögen von Fr. 3'741'362.-- anstelle von Fr. 4'941'362.-- ausgehen und auf einen tieferen Vermögensertrag als die Fr. 8'960.-- erkennen müssen. Indem die Vorinstanz diesen Sachverhalt verkannt habe, habe sie das Willkürverbot verletzt.
4.2.1 Die erste Instanz hatte beim Beschwerdeführer - ausgehend von der Steuererklärung 2009 - ein bewegliches Vermögen von Fr. 5'133'441.-- festgestellt. Anstelle einer exakten Berechnung des Vermögensertrages schätzte der Richter die Rendite auf 1%, was einen monatlichen Ertrag von CHF 4'279.-- ergab. Die Vorinstanz korrigierte das Vermögen - ebenfalls auf der Basis der Steuererklärung 2009 - auf Fr. 4'941'362.--. Gestützt darauf ermittelte die Vorinstanz anhand der effektiven Ertragszahlen des Jahres 2009 die erwirtschaftete Rendite (2.2%) und benutzte dieses Ergebnis für die Schätzung des gegenwärtig zu erwartenden Vermögensertrages (vgl. vorstehend E. 3.1).
4.2.2 In seiner Berufung an das Zürcher Obergericht vom 10. April 2012 hatte der Beschwerdeführer mit keinem Wort das im erstinstanzlichen Urteil auf Fr. 5'133'441.-- bezifferte Vermögen beanstandet, obwohl er die in der Beschwerde in Zivilsachen ins Zentrum gestellten Beträge von Fr. 580'000.-- und Fr. 275'000.-- in den Jahren 2010 und 2011 bezahlt haben will. Der Beschwerdeführer macht auch nicht geltend, er habe dies vor der Vorinstanz eingebracht. Die Vorbringen sind folglich neu und damit unzulässig (<ref-law>). Dasselbe gilt für die bis und mit vorinstanzlichem Verfahren aufgelaufenen Unterhaltsschulden von Fr. 265'000.--.
Sind die Vorbringen unzulässig, so bleibt es bei der vorinstanzlichen Sachverhaltsfeststellung, wonach von einem Vermögen des Beschwerdeführers von Fr. 4'941'362.-- auszugehen ist. Entsprechend ist auf diesem Betrag der Vermögensertrag zu berechnen, worauf in der nächsten Erwägung einzugehen ist.
4.3 Schliesslich kritisiert der Beschwerdeführer die zur Anwendung gebrachte Vermögensrendite. Die Vorinstanz habe den Gleichbehandlungsgrundsatz von <ref-law> verletzt, indem sie der Beschwerdegegnerin einen hypothetischen Vermögensertrag von nur 1%, bei ihm indes einen solchen von 2.2% angerechnet habe. Es sei daher auch bei ihm von einer Rendite von nur 1% und damit einem entsprechend tieferen Vermögensertrag auszugehen.
4.3.1 Das Obergericht ist vom Ertrag ausgegangen, wie er in der Steuererklärung des Jahres 2009 deklariert war und hat befunden, im Jahr 2012 lasse sich die gleiche Rendite erzielen. Diese Sachverhaltsfeststellung rügt der Beschwerdeführer nicht als willkürlich. Beruht aber die Renditeüberlegung auf (unbeanstandeten) Tatsachen, so darf grundsätzlich auf diese abgestellt werden.
4.3.2 <ref-law> besagt, dass Mann und Frau gleichberechtigt sind, und dass das Gesetz für ihre rechtliche und tatsächliche Gleichstellung, vor allem in Familie, Ausbildung und Arbeit, sorgt. Sind die Renditen ungleich hoch, in welcher Hinsicht der Beschwerdeführer im Übrigen ebenfalls keine Willkürrüge erhebt, so hat dies mit dem Gebot der Geschlechtergleichheit nichts zu tun. Die Vorinstanz knüpfte bei der Festsetzung der Vermögenserträge in keiner Weise an das Geschlecht der Parteien an. Die Rüge, <ref-law> sei verletzt, geht folglich an der Sache vorbei.
4.4 Zusammenfassend ergibt sich, dass die Beschwerde in Zivilsachen abzuweisen ist, soweit darauf eingetreten werden kann.
5. Dem Verfahrensausgang entsprechend sind die Gerichtskosten dem Beschwerdeführer aufzuerlegen (<ref-law>). Der Gegenpartei ist kein entschädigungspflichtiger Aufwand entstanden.

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 3'000.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Zürich, I. Zivilkammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 25. März 2013
Im Namen der II. zivilrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: von Werdt
Die Gerichtsschreiberin: Friedli-Bruggmann