Sachverhalt: A. A._ (Beschwerdeführer) kaufte mit öffentlich beurkundetem Vertrag vom 29. Mai 2009 von der X._ AG (Beschwerdegegnerin) ein Mehrfamilienhaus in I._, Grundbuch I._ Nr. xxx, zum Preis von Fr. 7'750'000.--. Der Übergang von Nutzen und Gefahr erfolgte am 1. Juli 2009. Der Kaufvertrag beruhte auf einem Vorvertrag, den die Parteien am 7. April 2009 abgeschlossen hatten. In Ziffer 4.4 des Kaufvertrags vereinbarten die Parteien unter dem Titel "Gewährleistung" Folgendes: "a) Das Kaufsobjekt wird im heutigen, der Kaufspartei bekannten Zustand übernommen. Jede kaufrechtliche Gewährleistungspflicht der Verkaufspartei für rechtliche und körperliche Mängel des Kaufsgegenstandes wird, soweit gesetzlich zulässig, ausdrücklich aufgehoben. Vorbehalten bleiben allfällige im vorliegenden Kaufvertrag enthaltene Zusicherungen der Verkaufspartei. Die Aufhebung der Gewährleistung ist ungültig für Mängel, die die Verkaufspartei der Kaufspartei arglistig verschweigt. Die Kaufspartei bestätigt, dass sie Gelegenheit hatte, das Kaufsobjekt selber oder durch eine von ihr selber bestimmte Fachperson eingehend zu prüfen. b) Die Kaufspartei [sic] übernimmt insbesondere, aber nicht ausschliesslich, keine Gewährleistung irgendwelcher Art für offene oder verdeckte Baumängel, Konstruktionsschwächen, Abnutzungserscheinungen, Alterserscheinungen, Modernisierungsbedarf sowie Nutzungseinschränkungen irgendwelcher Art, die sich aus baulichen Eigenheiten des Kaufsobjektes oder Rechtsvorschriften aller Art ergeben können. Ebenso wird keine Gewähr geleistet für die bauliche und rechtliche Möglichkeit, irgendwelcher Umbauten, Erweiterungen und Einbauten sowie für die Möglichkeit, eine Umnutzung oder einen teilweisen oder vollständigen Abbruch oder Neubau vorzunehmen und dafür eine Bewilligung zu erhalten." Mit Schreiben vom 5. August 2009 an die Beschwerdegegnerin erhob der Beschwerdeführer Mängelrüge. Er habe festgestellt, dass das Flachdach der Einstellhalle schadhaft sei und einen massiven und umgehenden Sanierungsbedarf aufweise. Der desolate Zustand des Einstellhallendaches sei der Beschwerdegegnerin seit längerer Zeit bekannt gewesen. Er fordere deshalb Ersatz des Minderwertes der Kaufsache. Am 18. November 2009 gelangte der Beschwerdeführer erneut an die Beschwerdegegnerin. Er habe durch einen Sachverständigen die Einstellhalle und den Zustand der Tragkonstruktion überprüfen lassen. Diese Untersuchung habe die bereits gerügten versteckten Mängel bestätigt. Er erhebe wiederum Mängelrüge und verlange, den Kaufpreis um mindestens Fr. 200'000.-- zu mindern. Die von den Parteien geführte Korrespondenz ergab keine Einigung. B. Am 15. September 2010 reichte der Beschwerdeführer gegen die Beschwerdegegnerin beim Richteramt Olten-Gösgen eine Forderungsklage ein. Er beantragte, den von ihm für die Liegenschaft bezahlten Kaufpreis von Fr. 7'750'000.-- wegen Mängeln um mindestens Fr. 150'000.-- - eventuell nach Ermessen des Richters angemessen - herabzusetzen. Die Beschwerdegegnerin schloss auf Abweisung der Klage und verlangte widerklageweise, der Beschwerdeführer sei zur Zahlung von Fr. 24'011.60 nebst Zins zu verpflichten. Dieser Betrag entspreche den ihr gemäss dem vereinbarten Abrechnungsmodus noch pro rata zustehenden Mietzinsen. Der Beschwerdeführer beantragte unter Hinweis auf die bereits am 7. Dezember 2009 erhobene Verrechnungseinrede, die Widerklage abzuweisen, soweit darauf einzutreten sei. Mit Urteil vom 1. März 2012 wies das Amtsgericht die Klage ab. In Gutheissung der Widerklage verurteilte es den Beschwerdeführer, der Beschwerdegegnerin Fr. 24'011.60 zuzüglich Zins zu 5 % seit 15. Oktober 2009 zu bezahlen. Dagegen gelangte der Beschwerdeführer an das Obergericht des Kantons Solothurn, das seine Berufung mit Urteil vom 21. September 2012 abwies. C. Der Beschwerdeführer beantragt mit Beschwerde in Zivilsachen, das Urteil des Obergerichts vom 21. September 2012 aufzuheben und die Klage gutzuheissen. Eventualiter sei die Sache zu neuer Entscheidung an die Vorinstanz zurückzuweisen. Die Beschwerdegegnerin und die Vorinstanz beantragen, die Beschwerde abzuweisen. Die Parteien reichten Replik und Duplik ein. 