Sachverhalt: A. Z._ und X._ verbrachten den Abend vom 1. Mai 2007 mit zwei Kollegen im Spielkasino in Konstanz/D. Im Verlaufe des Abends lernte Z._ Y._ kennen. Gegen Mitternacht anerbot er sich, sie nach Hause (im Kanton Zug) zu fahren. Sie nahm das Angebot an. Sie verliessen das Kasino um 01.50 Uhr. Im Wagen warteten bereits X._ sowie A._ und B._. Die fünf Personen fuhren über die Schweizer Grenze. Auf einem abgelegenen Parkplatz am Waldrand zwischen C._/TG und D._/TG hielten sie ein erstes Mal an. Ein weiteres Mal stoppten sie auf dem Parkplatz "E._" in der Gemeinde F._. Z._ und X._ wird vorgeworfen, anlässlich dieser Stopps Y._ im Freien gemeinsam zu Geschlechts- und versuchtem Analverkehr mit Z._ und zu gleichzeitigem Oralverkehr mit X._ genötigt und weitere sexuelle Handlungen (Eindringen mit Fingern in die Scheide) gegen ihren Willen an ihr vorgenommen zu haben. Überdies sollen sie Y._ auf dem Rücksitz des Autos während der Fahrt verschiedentlich gemeinsam dazu gezwungen haben, Z._ oral zu befriedigen. Um ca. 03.15 Uhr kamen sie in G._/SG an und liessen Y._ gehen. Sie wurde um ca. 03.40 Uhr von Anwohnern auf der Strasse aufgegriffen. B. Das Kantonsgericht St. Gallen sprach Z._ und X._ am 4. April 2012 zweitinstanzlich der gemeinsam begangenen, mehrfachen Vergewaltigung und der gemeinsam begangenen, mehrfachen sexuellen Nötigung schuldig. Es verurteilte Z._ zu einer Freiheitsstrafe von sechs Jahren und X._ zu einer solchen von vier Jahren. Zudem verpflichtete es Z._ und X._ unter solidarischer Haftbarkeit, Y._ eine Genugtuung von Fr. 25'000.-- zu bezahlen. Im Übrigen bestätigte das Kantonsgericht den Entscheid des Kreisgerichts St. Gallen vom 18. und 23. November 2010 (Freisprüche von den Vorwürfen der Freiheitsberaubung und Entführung; Widerruf einer hinsichtlich Z._ am 6. Juli 2005 bedingt ausgesprochenen Freiheitsstrafe von 2 Monaten; Verfahrenskosten; Entschädigung). C. Gegen das kantonsgerichtliche Urteil erheben X._ (6B_396/2012) und Z._ (6B_401/2012) Beschwerde in Strafsachen. X._ beantragt, das Urteil des Kantonsgerichts St. Gallen vom 4. April 2012 sei aufzuheben, und er sei vom Vorwurf der mehrfachen Vergewaltigung in gemeinsamer Begehung und vom Vorwurf der mehrfachen sexuellen Nötigung in gemeinsamer Begehung freizusprechen. Die Zivilforderung von Y._ sei auf den Zivilweg zu verweisen. Die Kosten der vorinstanzlichen und des bundesgerichtlichen Verfahren seien, inklusive einer angemessenen Parteientschädigung, der Staatskasse des Kantons St. Gallen aufzuerlegen. Eventualiter sei das angefochtene Urteil aufzuheben und die Sache zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen. 