Faits:
A. A.a X._ SA est une société anonyme qui a pour but la possession, la détention, l'exploitation, l'achat et la vente d'avions d'affaires privés. Elle est inscrite au registre du commerce de Genève depuis le 19 février 1999. Son actionnaire unique, Y._, est retraité et domicilié dans le canton de Genève.
X._ SA a été immatriculée au registre des contribuables de l'Administration fédérale des contributions (ci-après l'Administration) le 1er mars 1999 en qualité d'assujettie au sens de la législation en matière de taxe sur la valeur ajoutée (TVA).
La société a acquis et importé en Suisse successivement deux avions, pour lesquels elle a déduit dans ses décomptes l'impôt préalable, en particulier l'impôt payé lors de l'importation des aéronefs.
A.b A la suite d'un contrôle portant sur les périodes fiscales allant du 1er trimestre 2002 au 2e trimestre 2007, effectué les 5 et 6 novembre 2007, l'Administration a constaté que X._ SA avait utilisé ses deux avions exclusivement pour son actionnaire unique. Elle a relevé que la société facturait à son actionnaire l'heure de vol, ainsi que des indemnités journalières d'immobilisation et l'amortissement des avions, et que la majeure partie des prestations était exonérée d'impôt puisqu'il s'agissait de vols à l'étranger.
Le 6 novembre 2007, l'Administration a établi un décompte complémentaire n° 137'423 portant sur un montant de CHF 4'462'017.- à titre d'annulation de l'impôt et de l'impôt préalable déclarés dans les décomptes des périodes allant du 1er janvier 2002 au 30 juin 2007, ainsi qu'à titre d'annulation, au 1er janvier 2002, du solde de l'impôt grevant l'importation du premier avion en 1999. Elle a également indiqué vouloir procéder à la radiation de l'assujettie du registre des contribuables TVA avec effet rétroactif au 1er janvier 2002, début de la période non encore prescrite.
X._ SA a contesté le bien-fondé de sa radiation ainsi que du décompte complémentaire du 6 novembre 2007.
Considérant que les aéronefs étaient des biens mobiliers, l'Administration a corrigé le solde de l'impôt grevant l'importation du premier avion, et établi un avis de crédit n° 137'276 d'un montant de CHF 1'055'606.-.
A la requête de l'assujettie, l'Administration a rendu une décision formelle le 24 février 2010. Elle confirmait la radiation de X._ SA du registre des contribuables TVA avec effet au 6 novembre 2007, ainsi que la créance fiscale de CHF 3'406'411.-, soit CHF 4'462'017.- moins CHF 1'055'606.-, plus intérêt moratoire.
A.c X._ SA a formé réclamation contre le prononcé du 24 février 2010. Par décision sur réclamation du 27 mai 2010, l'Administration a retenu que tant la radiation du registre des contribuables TVA que la reprise résultant de la différence entre le décompte complémentaire et l'avis de crédit n°s 137'423 et 137'276 étaient justifiées. A l'appui de sa décision, l'Administration a constaté l'absence d'un véritable échange de prestations - condition indispensable à la perception de la TVA - résultant de l'utilisation d'un aéronef à des fins non justifiées par l'usage commercial par le détenteur économique de l'entreprise exploitante.
B. X._ SA a interjeté un recours au Tribunal administratif fédéral contre la décision sur réclamation du 27 mai 2010. Par arrêt du 22 décembre 2011, ce recours a été rejeté dans la mesure où il était recevable.
Le Tribunal administratif fédéral a retenu en substance que le procédé utilisé par la recourante devait être qualifié d'évasion fiscale. Il a constaté que les avions propriété de X._ SA avaient été utilisés exclusivement par son actionnaire unique à des fins privées et que rien - hormis une économie notable d'impôts - n'expliquait pour quelle raison Y._ n'avait pas acquis lui-même les aéronefs en question.
C. Par acte du 2 février 2012, X._ SA dépose un recours en matière de droit public au Tribunal fédéral contre l'arrêt précité du 22 décembre 2011. Elle conclut principalement à l'annulation de l'arrêt attaqué, à l'annulation de sa radiation du registre des contribuables TVA, à sa réintégration dans ce registre avec effet au 6 novembre 2007, ainsi qu'à l'annulation des reprises de TVA résultant du décompte complémentaire et de l'avis de crédit n°s 137'423 et 137'276, le tout sous suite de frais et dépens. Subsidiairement, elle requiert le renvoi de la cause au Tribunal administratif fédéral pour nouvelle décision dans le sens des considérants.
Par courrier du 30 mars 2012, l'Administration a conclu au rejet du recours sous suite de frais en se référant à sa décision du 24 février 2010, à la décision sur réclamation du 9 avril 2010 ainsi qu'à sa réponse du 15 novembre 2010 au recours interjeté auprès du Tribunal administratif fédéral.
Le Tribunal administratif fédéral a renoncé à prendre position.

Considérant en droit:
1. Le présent recours en matière de droit public est dirigé contre une décision finale (<ref-law>) rendue dans une cause de droit public (<ref-law>) par le Tribunal administratif fédéral (<ref-law>). Déposé dans le délai (<ref-law>) et la forme (<ref-law>) prévus par la loi par une partie directement touchée par l'arrêt attaqué et qui a un intérêt digne de protection à son annulation ou à sa modification (<ref-law>), et ne tombant sous aucun des cas d'exceptions mentionnés à l'<ref-law>, il est recevable.
2. Le Tribunal fédéral statue 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>), à savoir arbitrairement (<ref-ruling> consid. 1.2.2 p. 252).
En règle générale, les faits nouveaux et les preuves nouvelles ne sont pas admis (<ref-law>). Par exception à la règle, des faits nouveaux ou des preuves nouvelles peuvent être présentés devant le Tribunal fédéral s'ils résultent de la décision de l'autorité précédente (<ref-law>). Cette exception doit permettre d'alléguer des faits qui ne sont devenus pertinents qu'en raison de l'argumentation inattendue de l'autorité précédente (arrêt 4A_269/2010 du 23 août 2010 consid. 1.3, publié in SJ 2011 I 58; Message du 28 février 2001 concernant la révision totale de l'organisation judiciaire fédérale, FF 2001 4000 ch. 4.1.4.3 p. 4137).
En l'espèce, la motivation de l'arrêt du Tribunal administratif fédéral est fondée par substitution de motifs sur l'évasion fiscale plutôt que sur l'absence d'échange de prestations tel que qu'argumenté par l'Administration. Compte tenu de la jurisprudence et de la doctrine relatives à la TVA en matière d'aviation privée (cf. infra consid. 5 pour une citation extensive), cette argumentation ne saurait cependant être qualifiée d'inattendue. Dans ces conditions, et dès lors que la recourante ne se prévaut pas d'arbitraire dans l'établissement des faits par l'instance précédente, la Cour de céans se fondera sur les faits tels qu'ils ressortent de l'arrêt entrepris.
3. Le présent litige porte sur la taxe sur la valeur ajoutée due pour la période du 1er janvier 2002 au 30 juin 2007. La LTVA actuelle (RS 641.20), entrée en vigueur le 1er janvier 2010, n'est pas applicable. En effet, sous réserve d'exceptions non réalisées en l'espèce, l'art. 112 al. 1 et 2 LTVA renvoie, pour les faits et rapports juridiques ayant pris naissance avant son abrogation, à l'ancien droit. Dès lors que l'état de fait déterminant dans la présente cause concerne une période postérieure au 1er janvier 2001, ce sont les dispositions de la loi fédérale régissant la taxe sur la valeur ajoutée du 2 septembre 1999 (aLTVA; RO 2000 1300), entrée en vigueur le 1er janvier 2001, ainsi que de l'ordonnance relative à la loi fédérale régissant la taxe sur la valeur ajoutée (aOLTVA; RO 2000 1347) qui sont applicables (cf. art. 93 et 94 aLTVA).
4. La recourante se plaint du refus du Tribunal administratif fédéral d'appliquer l'art. 21 aLTVA, ainsi que d'une violation des art. 21 et 38 aLTVA en relation avec les conditions donnant lieu à un échange de prestations soumis à la TVA.
4.1 Est assujetti à l'impôt quiconque, même sans but lucratif, exerce de manière indépendante une activité commerciale ou professionnelle en vue de réaliser des recettes, à condition que les livraisons de biens, les prestations de services et les prestations à soi-même qu'il a effectuées sur le territoire suisse dépassent globalement la somme de CHF 75'000.- par an (art. 21 al. 1 aLTVA). Hormis l'impôt sur les prestations à soi-même, ne sont soumises à la TVA que les livraisons de biens et les prestations de services effectuées à titre onéreux (cf. art. 5 aLTVA). Une opération est effectuée à titre onéreux, à savoir contre rémunération, s'il y a échange d'une prestation et d'une contre-prestation. Un rapport économique étroit doit exister entre elles en ce sens que c'est la prestation qui déclenche la contre-prestation (cf. <ref-ruling> consid. 4.1 p. 357; arrêt 2C_506/2007 du 13 février 2008 consid. 3.2). La rémunération constitue la contre-prestation et sert de base au calcul de l'impôt (cf. art. 33 al. 1 aLTVA). De manière générale, la mise à disposition d'un avion contre rémunération est constitutive d'une prestation au sens de la réglementation sur la taxe à la valeur ajoutée, peu importe que les vols aient eu lieu à titre commercial ou privé (cf. arrêt 2C_632/2007 du 7 avril 2008 consid. 2).
Les prestations à l'égard de personnes proches ne doivent pas être traitées différemment par rapport à des prestations fournies à des tiers. En effet, les art. 5 ss aLTVA ne prévoient aucune exception ou traitement particulier pour les prestations fournies à des proches (cf. arrêts 2C_638/2010 du 19 mars 2012 consid. 3.2; 2A.264/2006 du 3 septembre 2008 consid. 3.3).
4.2 Pour être soumises à l'impôt, les prestations en cause doivent par ailleurs être effectuées sur le territoire suisse (cf. art. 5 let. a et b aLTVA). Selon l'art. 14 al. 2 let. b aLTVA, est réputé lieu de la prestation de services pour les prestations de transport le pays où le trajet est effectué. Les trajets effectués à l'étranger ne sont pas assujettis à la TVA suisse. En outre, les transports transfrontaliers aériens sont complètement exonérés de l'impôt, même pour la partie de trajet effectuée sur territoire suisse (cf. art. 19 al. 3 aLTVA en relation avec l'art. 6 al. 1 let. a aOLTVA). Dans la mesure où l'impôt préalable peut être déduit (cf. art. 19 al. 1 aLTVA), il s'agit d'une exonération véritable. Or, en matière de transport transfrontalier aérien, l'impôt préalable peut être déduit également pour le trajet effectué à l'étranger, non soumis à la TVA suisse (cf. art. 38 al. 3 aLTVA; arrêt 2C_632/2007 du 7 avril 2008 consid. 2).
4.3 Les liens entre la recourante et Y._ n'excluent en principe pas l'existence d'opérations imposables. Par ailleurs, la qualité transfrontalière des vols effectués par l'actionnaire de la recourante avec l'avion qu'elle détient n'est pas contestée. Dans ces conditions, ceux-ci bénéficieraient d'une exonération véritable au sens précité, les prestations de transport n'étant pas assujetties, alors que l'impôt préalable peut être déduit et remboursé au contribuable (cf. art. 38 et 48 al. 1 aLTVA; <ref-ruling> consid. 8.4 p. 366 s.; arrêt 2C_632/2007 du 7 avril 2008 consid. 3).
La question de savoir si l'on peut reprocher au Tribunal administratif fédéral de ne pas avoir examiné la décision de l'Administration sous l'angle de la prestation imposable n'a toutefois pas lieu d'être vérifiée plus avant. En effet, comme le Tribunal fédéral n'est pas tenu d'examiner des questions juridiques qui ne sont pas de nature à modifier le résultat de la décision entreprise (cf. BERNARD CORBOZ, in Commentaire de la LTF, 2009, n° 23 ad <ref-law>), il se justifie de se prononcer sur ce point seulement si l'évasion fiscale a été retenue à tort. Il convient par conséquent d'examiner en premier lieu cette problématique.
5. 5.1 Selon la jurisprudence constante du Tribunal fédéral (cf. notamment <ref-ruling> consid. 5.2 p. 635 s.; arrêt 2C_240/2010 du 5 novembre 2010 consid. 7.1), il y a évasion fiscale lorsque a) la forme juridique choisie par le contribuable paraît insolite, inappropriée ou étrange, en tout cas inadaptée au but économique poursuivi, b) ce choix a été opéré abusivement, dans le seul but d'économiser des impôts qui seraient dus si les rapports de droit avaient été aménagés de façon appropriée et c) le procédé conduirait effectivement à une notable économie d'impôt s'il était admis par l'autorité fiscale. Contrairement à ce que soutiennent certains auteurs (cf. en particulier PETER LOCHER, Rechtsmissbrauchsüberlegungen im Recht der direkten Steuern der Schweiz, in Archives 75 p. 675 ss, spéc. 680 ss; RENÉ MATTEOTTI, Der Durchgriff bei von Inländern beherrschten Auslandsgesellschaften im Gewinnsteuerrecht, 2003, p. 188 ss), il convient de s'en tenir à ces critères. La doctrine récente a certes raison lorsqu'elle prétend que l'évasion fiscale - comprise comme l'invocation abusive du sens réputé déterminant d'une norme (cf. <ref-ruling> consid. 3.5 p. 568) - ne saurait être envisagée, en matière de TVA, que dans des cas très rares, lorsqu'une imposition ou une exemption fiscales ne sont pas possibles malgré une interprétation fondée sur le sens de la norme (cf. arrêt 2C_742/2008 du 11 février 2009 consid. 5.5 et les références citées; PIERRE-MARIE GLAUSER, Évasion fiscale et TVA, in Évasion fiscale, 2010, p. 21 ss, spéc. 42). Dans de tels cas, l'application de la loi conduit à un résultat qui, en raison des particularités de l'état de fait, apparaît comme hautement choquant, voire inconciliable avec le principe d'interdiction de l'arbitraire (cf. LOCHER, op. cit., p. 694; MARKUS REICH, Steuerrecht, 2012, n° 47 ad § 6 p. 149; PIERRE-MARIE GLAUSER, Évasion fiscale et interprétation économique en matière de TVA, in Archives 75 p. 727 ss, spéc. 742). Lorsque la présence d'une évasion fiscale est examinée sous cet angle, les critères précités constituent une trame adéquate pour la distinguer de l'économie d'impôt acceptable du point de vue fiscal (cf. arrêt 2C_638/2010 du 19 mars 2012 consid. 4.1).
La question de savoir si les conditions pour admettre une évasion fiscale sont données doit être examinée en se fondant sur les circonstances concrètes du cas d'espèce. Lorsque l'évasion fiscale est retenue, la jurisprudence du Tribunal fédéral admet que l'imposition doit reposer non pas sur la forme choisie par le contribuable, mais sur la situation qui aurait été appropriée au but économique poursuivi (cf. <ref-ruling> consid. 5.2 p. 635 s.). Contrairement à l'opinion exprimée par la doctrine (cf. LOCHER, op. cit., p. 680 et 696; GLAUSER, op. cit. in Revue fiscale 2006, p. 486 ss, spéc. 502), une telle fiction n'est pas problématique. En effet, ce n'est que la construction juridique formelle qui est niée. En ce qui concerne ses conséquences économiques - seules déterminantes pour l'analyse -, la situation reste inchangée (cf. arrêt 2C_638/2010 du 19 mars 2012 consid. 4.1; REICH, op. cit., n° 24 ad § 6 p. 142).
5.2 Le Tribunal fédéral a récemment confirmé que rien ne s'oppose à l'application de ces règles en matière de TVA (cf. arrêts 2C_638/2010 du 19 mars 2012 consid. 4.2; 2C_742/2008 du 11 février 2009 consid. 5.5 s.; 2C_632/2007 du 7 avril 2008 consid. 4.2 et les références citées). Comme le relève à juste titre la recourante, cette jurisprudence a fait l'objet de critiques. On peut se référer à cet égard aux réflexions de principe de la doctrine selon lesquelles une évasion fiscale ne saurait être admise que dans les cas où la norme fiscale se fonde sur le droit civil, ce qui ne serait pas le cas pour la TVA, car celle-ci repose principalement sur des concepts économiques (cf. BÉATRICE BLUM, Steuerumgehung bei der Mehrwertsteuer - Halten eines Flugzeuges in einer "Briefkastengesellschaft", in Entwicklungen im Steuerrecht 2009, p. 343 ss, spéc. 347; GLAUSER, op. cit. in Archives 75 p. 727 ss, spéc. 759; HAROLD GRÜNINGER/STEFAN OESTERHELT, Steuerrechtliche Entwicklungen (insbesondere im Jahr 2008), in RSDA 2009 p. 51 ss, spéc. 66 s.).
Cette opinion ne saurait pourtant être suivie. Le Tribunal fédéral a certes relevé qu'en présence d'une norme fiscale fondée sur des points de rattachement économiques, l'interprétation selon la réalité économique ne dépend pas de la réalisation des conditions d'une évasion fiscale (cf. arrêt 2C_879/2008 du 20 avril 2009 consid. 6.1; <ref-ruling> consid. 3b p. 241). On ne saurait pourtant en déduire qu'il n'y a plus de place pour l'évasion fiscale lorsqu'une norme doit être interprétée selon la réalité économique: l'admission d'une évasion fiscale se justifie parce que l'invocation abusive d'un droit et le renvoi abusif à une norme ne méritent pas d'être protégés. Cette réflexion fondamentale garde sa validité que l'on doive interpréter une norme selon son seul contenu de droit civil ou en se plaçant sous l'angle économique. Si l'on constate qu'une construction juridique est complètement inappropriée aux buts économiques poursuivis et qu'en raison des normes légales pertinentes, son acceptation conduirait à des économies d'impôt indues, le renvoi abusif à cette forme juridique qui ne correspond en définitive pas au but économique poursuivi ne mérite pas d'être protégé. Il importe peu à cet égard que le contenu de la norme à laquelle il est renvoyé de façon abusive soit établi en se fondant sur les seuls concepts de droit civil ou en procédant à une interprétation selon la réalité économique (cf. arrêt 2C_638/2010 du 19 mars 2012 consid. 4.2).
Cette conclusion s'impose dans les constellations de faits où il convient en définitive de nier l'existence juridique d'une personne morale (Durchgriff). Si l'application des normes pertinentes conduit à un résultat totalement inacceptable et insoutenable, qui ne correspond en aucun cas aux intentions du législateur, il est possible d'atténuer l'effet d'écran lié à la personne morale ou de le supprimer complètement (cf. REICH, op. cit., n° 15 ad § 18 p. 441; voir aussi GLAUSER, in Évasion fiscale, 2010, p. 21 ss, spéc. 39; le même, in Archives 75 p. 727 ss, spéc. 762 s.). Le fait que, dans certaines circonstances, l'interprétation fondée sur la réalité économique peut aboutir à la conclusion qu'on n'est pas en présence de prestations au sens du droit de la TVA, de sorte qu'il ne reste alors plus de place pour l'évasion fiscale, ne saurait rien y changer (cf. arrêt 2C_638/2010 du 19 mars 2012 consid. 4.2).
5.3 Il convient d'examiner par conséquent si, dans le cas d'espèce, l'instance précédente a admis à juste titre la présence d'une évasion fiscale.
5.3.1 Dans l'arrêt attaqué, le Tribunal administratif fédéral a relevé que la recourante avait acquis deux avions qui ont été utilisés exclusivement par son actionnaire unique et ayant droit économique ainsi que par ses proches, à des fins privées. Il a ajouté que rien n'expliquait que l'actionnaire de la recourante n'ait pas acquis lui-même les aéronefs, de sorte que la structure mise en place apparaissait insolite. En effet, selon le Tribunal administratif fédéral, la recourante n'expliquait pas pour quels motifs une immatriculation au nom de l'actionnaire n'aurait pas été possible. En outre, une assurance aurait permis de réduire les risques d'une procédure en dommages et intérêts. Enfin, la discrétion voulue par l'ayant droit économique ne constituait pas une justification objective sérieuse à la structure mise en place. L'instance précédente en a conclu que le seul but de cette structure était une optimisation fiscale.
5.3.2 Ce raisonnement doit être nuancé. Il s'appuie certes pour l'essentiel sur l'arrêt 2C_632/2007 du 7 avril 2008, dans lequel le Tribunal fédéral a retenu que le fait d'intercaler une personne morale en qualité de détentrice d'un avion ne pouvait s'expliquer - compte tenu du fait que cette personne morale ne disposait pas d'une organisation professionnelle pour l'exploitation d'un avion - et que l'argument lié à une prétendue limitation de la responsabilité n'y changeait rien. Si la personne physique recourait à une personne morale ne déployant aucune activité propre, mais agissant comme simple "société de passage" pour détenir son avion, cela apparaissait comme insolite (cf. arrêt précité consid. 4.5). Or, on ne saurait s'en tenir à ces considérants de manière aussi globale. En premier lieu, il convient de constater qu'il est courant de ne pas détenir des avions à titre privé mais par l'entremise d'une personne morale (cf. XAVIER OBERSON/JACQUES PITTET, La jurisprudence du Tribunal fédéral rendue en 2008 en matière de TVA, in Archives 79 p. 149 ss, spéc. 163 ss, en particulier leur renvoi au registre matricule des aéronefs dans lequel aucune personne physique n'est mentionnée comme propriétaire; cf. aussi URS R. BEHNISCH/ANDREA OPEL, Die steuerrechtliche Rechtsprechung des Bundesgerichts im Jahre 2008, in RSJB 145/2009 p. 503 ss, spéc. 576 ss; BLUM, op. cit., p. 350; GRÜNINGER/OESTERHELT, op. cit., p. 66). Ainsi que divers auteurs le relèvent, ce sont des raisons liées au financement des avions et à la limitation de responsabilité qui déterminent ce choix (cf. OBERSON/PITTET, op. cit., p. 164; GRÜNINGER/OESTERHELT, loc. cit.). Les dommages susceptibles de découler de l'utilisation d'un avion peuvent en effet s'avérer importants, en particulier si on considère que certains États connaissent des régimes de dommages-intérêts dont les montants dépassent de beaucoup ceux en usage dans notre pays (cf. BLUM, loc. cit.). C'est ainsi la limitation de la responsabilité qui constitue dans de nombreux cas un motif économiquement adéquat pour transférer une activité risquée au sein d'une personne morale distincte (cf. aussi ANNIE ROCHAT PAUCHARD, Actualités en matière fiscale dans le champ de l'aviation, in ASDA 2009, p. 33 ss, spéc. 38). Cet aspect a été négligé dans l'arrêt précité. Des raisons supplémentaires de détenir un avion d'affaires par l'entremise d'une personne morale peuvent en outre se trouver dans le fait que les banques exigent, pour accorder leur financement, la présence de telles constructions destinées à donner des garanties au prêteur, ou que la transparence du registre matricule des aéronefs ouvert à la consultation de tout un chacun peut être atténuée de cette manière (cf. GRÜNINGER/OESTERHELT, loc. cit.; cf. aussi GLAUSER, op. cit. in Évasion fiscale, 2010, p. 39).
5.3.3 Cette approche ne vaut en revanche pas lorsque la société a été utilisée principalement afin de satisfaire des besoins privés de son actionnaire unique. Le Tribunal fédéral a relevé dans un arrêt récent (cf. arrêt 2C_638/2010 du 19 mars 2012 consid. 4.3.3) que l'abus ne consiste certes pas dans le simple fait qu'une personne morale est créée pour détenir un avion utilisé à titre privé. Mais ce procédé devient abusif lorsqu'on crée ainsi une structure permettant de bénéficier du remboursement de l'impôt préalable et que le montant reçu en remboursement s'avère plus important que les sommes versées au titre de la TVA. Or, si l'avion n'est utilisé qu'à titre privé par l'ayant droit économique de la personne morale, l'inscription dans le registre des contribuables TVA ne peut avoir que pour but de recevoir des montants à titre de remboursement de l'impôt préalable. La reconnaissance en qualité de sujet fiscal autonome au regard de la TVA doit être refusé à une telle personne morale.
5.4 En l'espèce, le Tribunal administratif fédéral a retenu de manière à lier le Tribunal fédéral (cf. <ref-law>) que les deux avions dont la recourante était successivement détentrice ont été utilisés par son actionnaire unique à des fins privées. Aucune utilisation commerciale de l'avion n'a été prétendue ou démontrée, alors que cette construction permettait de percevoir un montant en remboursement de l'impôt préalable supérieur à celui versé au titre de la TVA. Dans ces conditions, force est de conclure que l'inscription de la recourante en qualité de contribuable TVA est abusive et remplit les conditions de l'évasion fiscale.
5.5 La recourante allègue que sans le changement législatif intervenu en 2001 par l'entrée en vigueur de l'aLTVA, qui ne peut être retenu à son encontre, elle n'aurait réalisé aucune économie d'impôt. Elle estime que la date où elle a été constituée exclut d'admettre qu'elle a cherché à tirer un bénéfice fiscal de sa création. L'admission d'une évasion fiscale constituerait ainsi une violation du principe de l'interdiction de l'abus de droit au sens de l'<ref-law>.
Cette argumentation ne peut être suivie. En effet, la recourante a été inscrite au registre du commerce le 19 février 1999, soit à une date où la réglementation sur la TVA qui devait entrer en vigueur le 1er janvier 2001 était déjà connue puisque le rapport du 28 août 1996 de la Commission de l'économie et des redevances du Conseil national (cf. FF 1996 V 701) et l'avis du Conseil fédéral du 15 janvier 1997 (cf. FF 1997 II 366) avaient été publiés. En outre, les dispositions pertinentes en l'espèce, à savoir les art. 19 et 38 aLTVA (soit les art. 18 et 36 du projet soumis au Parlement), avaient déjà été adoptées par le Conseil national en 1997 (cf. BO 1997 CN 218-227, 251-260) et par le Conseil des États en 1998 (cf. BO 1998 CE 971, 998, 1000), de sorte que la recourante pouvait compter sur un avantage fiscal dans un futur proche. Son argumentation ne saurait ainsi être retenue.
5.6 C'est donc à juste titre que l'instance précédente a admis l'évasion fiscale. Les conditions de l'évasion fiscale étant réalisées, le résultat de l'arrêt attaqué ne s'avère pas contraire au droit fédéral. Partant, il n'y a pas lieu d'examiner au surplus les griefs tirés des art. 21 et 38 aLTVA soulevés par la recourante.
6. Au vu de ce qui précède, le recours doit être rejeté.
Succombant sur l'ensemble de ses conclusions, la recourante doit supporter les frais judiciaires (art. 66 aI. 1 LTF) et n'a pas droit à des dépens (<ref-law>).

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à CHF 25'000.-, sont mis à la charge de la recourante.
3. Le présent arrêt est communiqué au mandataire de la recourante, à l'Administration fédérale des contributions, Division principale de la taxe sur la valeur ajoutée, et au Tribunal administratif fédéral, Cour I.
Lausanne, le 15 juin 2012
Au nom de la IIe Cour de droit public
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Zünd
La Greffière: Beti