Sachverhalt: A. Die Staatsanwaltschaft legt X._ zur Last, er habe zusammen mit A._ vereinbart, mindestens einen Liter flüssiges Kokaingemisch von Spanien in die Schweiz einzuführen. Am 13. April 2006 sei er nach Madrid gereist, um die Betäubungsmittel von einem unbekannten Dritten zu übernehmen. Das Vorhaben sei aus unbekannten Gründen fehlgeschlagen (Anklage Ziffer 1). Weiter habe er zwischen Anfang 2005 und Ende Juni 2006 von A._ insgesamt fünf Gramm Kokaingemisch zum Weiterverkauf erworben (Ziffer 2.1). Zwischen 2004 und Mitte 2006 habe er zehnmal je ein Gramm Kokaingemisch an ihm unbekannte Abnehmer verkauft (Ziffer 2.2). Zudem habe er im Juni 2006 trotz Führerausweisentzugs ein Motorfahrzeug gelenkt (Ziff. 3). Schliesslich habe er vom 5. August bis Anfang September 2006 Betäubungsmittel konsumiert (Ziffer 4). B. Der Amtsgerichtspräsident Bucheggberg-Wasseramt verurteilte X._ am 26. November 2009 wegen einfacher Widerhandlungen gegen das Betäubungsmittelgesetz (Anklage Ziffern 1 und 2), der Übertretung des Betäubungsmittelgesetzes (Anklage Ziffer 4) und des mehrfachen Führens eines Personenwagens trotz Führerausweisentzugs (Anklage Ziffer 3) zu einer bedingten Geldstrafe von 90 Tagessätzen zu Fr. 70.-- sowie zu einer Busse von Fr. 200.--, als Zusatzstrafe zum Urteil des Untersuchungsrichteramtes Emmental-Oberaargau vom 8. September 2006. Die dagegen von der Staatsanwaltschaft erhobene Appellation hiess das Obergericht des Kantons Solothurn am 5. Mai 2011 gut. Es sprach X._ wegen mengenmässig qualifizierter Widerhandlung gegen das Betäubungsmittelgesetz (Anklage Ziffer 1) schuldig und stellte die Rechtskraft der weiteren erstinstanzlichen Schuldsprüche fest. Das Obergericht bestrafte X._ mit einer bedingten Geldstrafe von 330 Tagessätzen zu Fr. 110.-- und mit einer Busse von Fr. 200.--. Es ging von einer qualifizierten Drogenmenge aus, weil die Auftraggeber bereit gewesen seien, einen erheblichen Aufwand zu betreiben. Sie hätten für X._ ein Flugticket Zürich-Madrid und retour sowie ein Hotel für zwei Nächte gebucht und ihm Fr. 2'000.-- für seine Dienste angeboten. Der Transport alleine hätte Fr. 3'000.-- gekostet. Dieser Aufwand habe nur Sinn gemacht, wenn das Geschäft Gewinn abwerfe. Deshalb habe X._ davon ausgehen müssen, dass er eine qualifizierte Menge Kokain hätte transportieren sollen. C. X._ beantragt mit Beschwerde in Strafsachen, das obergerichtliche Urteil sei aufzuheben, und er sei vom Vorwurf der qualifizierten Widerhandlung gegen das Betäubungsmittelgesetz freizusprechen. Die Strafsache sei zur Ausfällung einer schuldangemessenen Strafe und zur neuen Festsetzung der Kosten an die Vorinstanz zurückzuweisen, unter Kosten- und Entschädigungsfolgen. 