Faits: A. G._, né en 1948, travaillait en qualité de directeur de l'entreprise X._ SA, à B._, dont il était également président du conseil d'administration. En sa qualité d'employé, il était assuré au titre de la prévoyance professionnelle par la Caisse de retraite professionnelle de l'Industrie vaudoise de la construction (ci-après : la caisse). Le 12 février 2008, G._ s'est adressé à la caisse pour connaître les conditions auxquelles il pourrait bénéficier d'une rente transitoire de la prévoyance professionnelle. Par lettre du 19 février 2008, la caisse l'a informé qu'elle pouvait lui verser, dès le 1er octobre 2008, une rente transitoire d'un « montant approximatif » de 4'338 fr. par mois, calculée sur la base du salaire AVS 2006 qui s'élevait à 68'700 fr. A ce courrier, étaient joints, un questionnaire pour l'obtention de la rente transitoire et un résumé des conditions d'octroi de celle-ci. Le 25 février 2008, G._ a rempli le questionnaire en manifestant son souhait de bénéficier d'une rente transitoire depuis le 1er octobre 2008 et en faisant état d'un salaire mensuel de 7'500 fr. La caisse a pris acte de cette demande le 4 mars 2008. Par « décision » du 7 octobre 2008, la caisse a fixé la rente transitoire à 4'462 fr. par mois dès le 1er octobre 2008, en se fondant sur le salaire AVS déclaré en 2006, soit 68'700 fr., auquel ont été ajoutées les adaptations de salaire prévues par la Convention collective de travail de la construction (gros ?uvre) représentant 150 fr. par mois pour 2007 et 2008. Ainsi, le salaire annuel déterminant s'élevait à 70'650 fr. B. Le 27 octobre 2008, G._ a actionné la caisse en demandant le versement d'une rente mensuelle de 5'350 fr. depuis le 1er octobre 2008 jusqu'à l'âge de 65 ans révolus. Par jugement du 24 mars 2011, la Cour des assurances sociales du Tribunal cantonal du canton de Vaud a rejeté l'action. C. G._ interjette un recours en matière de droit public contre ce jugement. Il conclut, sous suite de frais et dépens, à son annulation et reprend les conclusions retenues en instance cantonale. La Caisse de retraite professionnelle de l'Industrie vaudoise de la construction a confirmé sa position. L'Office fédéral des assurances sociales a renoncé à se déterminer. 