Faits: A. Par actes notariés des 16 mai et 15 juin 2007, V._ (active dans le domaine de la promotion immobilière), soit l'entrepreneur X._, a vendu à Y._ Sàrl, société avec siège au Luxembourg ayant notamment pour but l'achat, la vente, la mise en location et l'administration de biens immobiliers, quatre parcelles situées à .... Cette dernière société prévoyait d'y construire plusieurs bâtiments contenant des bureaux. L'exécution de la vente était subordonnée à l'obtention par Y._ Sàrl, auprès de la banque A._ AG, d'un crédit destiné à assurer le financement de l'acquisition et de la construction du projet immobilier. Le 16 mai 2007, Y._ Sàrl (ci-après: la "bailleresse") et V._, soit X._ (ci-après: le "locataire"), ont signé une "Promesse de bail à loyer pour locaux commerciaux" portant sur une surface de 1'800 m2; elle prévoyait le début de la location dès l'achèvement des travaux (en principe fin décembre 2008), le bail étant alors conclu pour une durée de dix ans, la résiliation après une échéance de cinq ans étant toutefois admise moyennant un préavis; la promesse de bail exigeait de la "bailleresse" de signifier au "locataire" la date d'entrée en possession des locaux un mois à l'avance, l'avenant "valant contrat de bail" devant être signé dix jours au moins avant l'entrée en possession. Le loyer annuel pour les bureaux, les places de parc intérieures, les surfaces de stockage et de dépôt, ainsi que les frais pour les charges hors taxes (estimation) étaient au total de 628'840 fr. Une promesse de bail similaire à celle du "locataire" a été signée pour des surfaces d'environ 3'500 m2 dans l'un des bâtiments du complexe immobilier par B._ SA. Un prébail devait être également signé par un troisième "locataire", mais les négociations ont finalement échoué. Considérant que le niveau de prélocation était néanmoins rempli, la banque A._ AG a accordé à la "bailleresse" l'emprunt sollicité. Le 26 novembre 2008, la "bailleresse" a adressé à V._ un avenant à la promesse de bail à loyer, arrêtant la date du début de la location au 13 janvier 2009. Le même jour, elle lui a également envoyé deux factures de 119'919 fr.15 et 6'429 fr.95, en paiement des loyers et des charges du 13 janvier au 31 mars 2009. Deux commandements de payer ont été notifiés à V._ SA le 17 mars 2009; X._ a fait opposition totale. La cour cantonale a exposé qu'un avenant arrêtant le début de la location avait également été adressé à B._ SA; cette société est depuis lors locataire des locaux convenus dans la promesse de bail qu'elle avait signée précédemment. B. Après l'échec de la conciliation, la "bailleresse", par demande du 30 octobre 2009, a ouvert action contre V._ (soit X._), concluant à ce que la conclusion du bail entre les parties, ayant débuté le 13 janvier 2009, soit constatée et, subsidiairement, à ce que l'entreprise défenderesse soit condamnée à conclure le bail conformément à la promesse de bail du 16 mai 2007 et à son avenant du 26 novembre 2008. La défenderesse a conclu au rejet de la demande. Elle soutient notamment que l'acte litigieux (la promesse de bail) est inefficace puisqu'il ne constitue tout au plus qu'un acte simulé destiné à présenter à la banque A._ AG un "dossier solide" en vue de la délivrance d'un crédit de financement, auquel était conditionné l'acte de vente immobilière. Divers témoins ont été entendus. Le Tribunal des baux du canton de Vaud, par jugement du 23 novembre 2010, a constaté la validité de la promesse de bail et condamné le "locataire" à conclure le bail. En substance, les juges ont considéré que l'entreprise individuelle "V._" n'avait pas une personnalité distincte de celle de l'entrepreneur X._. Ils ont relevé que les parties avaient signé une promesse de bail et que le défendeur n'avait pas apporté la preuve qu'il s'agissait d'une simulation. Enfin, ils ont retenu que la signature d'un avenant valant contrat de bail définitif était un point subjectivement essentiel du contrat et que, en l'absence d'un tel document signé par le défendeur, le contrat de bail n'était pas venu à chef et ne pouvait pas être exécuté. Le 29 février 2012, la Chambre des recours du Tribunal cantonal vaudois a rejeté le recours formé par V._, soit X._, et confirmé le jugement entrepris. C. Le "locataire" exerce un recours en matière civile au Tribunal fédéral contre l'arrêt cantonal du 29 février 2012. Il conclut à sa réforme en ce sens que les conclusions de la "bailleresse" soient rejetées, sous suite de frais et dépens. Le recourant reproche à la cour cantonale d'avoir violé les art. 1, 8, 18 et 22 CO, respectivement d'avoir appliqué arbitrairement ces dispositions, et d'avoir apprécié arbitrairement les preuves (art. 9 Cst.). L'intimée conclut au rejet du recours et à la confirmation de l'arrêt entrepris, sous suite de frais et dépens. L'effet suspensif sollicité par le recourant a été accordé par ordonnance présidentielle le 11 juillet 2012. 