Faits: A. A.a Le 18 janvier 2011, X._, ressortissante suisse née en 1966, et Y._, citoyen irakien né en 1984, ont formé auprès de l'Office de l'état civil du Nord vaudois une demande d'ouverture d'un dossier de mariage. Le 21 janvier 2011, l'Office de l'état civil du Nord vaudois a constaté que les fiancés n'avaient produit aucun document attestant la légalité du séjour de Y._ en Suisse. Se référant à l'art. 98 al. 4 CC, il a dès lors imparti aux fiancés un délai au 24 mars 2011 pour ce faire. Le dossier a été transmis le 1er avril 2011 à la Direction de l'état civil pour préavis. En tant que le séjour légal du fiancé n'était pas établi, l'Office proposait de ne pas entrer en matière sur la procédure préparatoire de mariage. La Direction de l'état civil a confirmé cette appréciation le 4 avril 2011. Par décision du 8 avril 2011, l'Office de l'état civil du Nord vaudois a déclaré irrecevable la demande d'ouverture d'une procédure de mariage présentée par les fiancés, dès lors que Y._ n'avait pas de séjour légal en Suisse. A.b X._ et Y._ ont recouru contre cette décision le 2 mai 2011 devant la Cour de droit administratif et public du Tribunal cantonal du canton de Vaud. La Direction de l'état civil, agissant en tant qu'autorité concernée, s'est déterminée sur le recours le 9 juin 2011, tant en son nom qu'en celui de l'autorité intimée. Le 14 juillet 2011, le conseil d'office des recourants a produit un mémoire complémentaire, sur lequel les autorités intimée et concernée se sont conjointement déterminées le 2 août 2011. Le 11 août 2011, l'autorité concernée a encore produit une détermination du Service de la population, Division asile, datée du 5 août 2011, qui confirmait l'illégalité du séjour de Y._ en Suisse. A.c Le 30 septembre 2011, statuant dans une autre affaire posant la même problématique - irrecevabilité de la demande d'ouverture d'une procédure préparatoire de mariage entre une Suissesse et un étranger séjournant illégalement en Suisse -, le Tribunal cantonal du canton de Vaud a jugé l'art. 98 al. 4 CC inapplicable car incompatible avec le droit au mariage, ancré notamment à l'art. 12 CEDH (cause GE.2011.0082). Par préavis du 5 octobre 2011, la juge instructrice a dès lors invité l'autorité intimée à se déterminer sur les conséquences qu'impliquait ce dernier arrêt pour les recourants. La Direction de l'état civil, agissant en tant qu'autorité concernée, s'est exprimée le 17 octobre 2011, en son nom et en celui de l'autorité intimée: indiquant que l'Office fédéral de l'état civil, respectivement l'Office fédéral de la justice, avait décidé de recourir au Tribunal fédéral contre l'arrêt précité, elle requérait, dans ces circonstances, la suspension de la procédure jusqu'à droit connu sur l'arrêt à rendre par le Tribunal fédéral. La juge instructrice n'a pas donné suite à sa demande. Par arrêt du 3 novembre 2011, la Cour de droit administratif et public a admis le recours interjeté par les fiancés, annulé la décision de l'Office de l'état civil du Nord vaudois du 8 avril 2011 et retourné le dossier à cette dernière autorité pour nouvelle décision. B. Par acte du 23 novembre 2011, le Département fédéral de justice et police (ci-après le Département) dépose un recours en matière civile au Tribunal fédéral. Il conclut à l'annulation de l'arrêt attaqué et, principalement, demande au Tribunal de céans de refuser la célébration du mariage des intéressés et d'inviter l'Office de l'état civil du Nord vaudois à procéder aux communications prescrites; subsidiairement, il sollicite le renvoi de la cause à l'autorité cantonale. Les intimés concluent au rejet du recours, tandis que le tribunal cantonal se réfère aux considérants de son arrêt. C. Par ordonnance du 12 décembre 2011, la Présidente de la IIe Cour de droit civil a octroyé d'office au recours le bénéfice de l'effet suspensif. 