Faits: A. Depuis 1981, X._ (ci-après: l'employé) a occupé différentes fonctions au sein d'un groupe devenu Y._ SA (ci-après: l'employeuse). Au mois de décembre 2004, l'employeuse a soumis à ses travailleurs un formulaire disposant qu'"en vue d'avoir à fin 2004, et pour toutes les années de services, une situation parfaitement claire et précise des soldes de droit aux vacances de l'intégralité de nos employés et de leurs heures supplémentaires non compensées (sous quelque forme que ce soit), nous vous remercions de bien vouloir remplir le présent formulaire et le signer". L'employé a complété ce document en mentionnant un solde de 1494,5 heures supplémentaires; en procédure, il a précisé qu'il s'agissait de celles effectuées durant les années 2001 à 2004. Le formulaire comporte le visa de la société et la signature du directeur administratif et financier d'alors. Dans le cadre d'un licenciement collectif, l'employé a reçu son congé le 9 avril 2006 pour le 31 octobre 2006, échéance finalement reportée au 31 décembre 2006 pour lui permettre de terminer certaines tâches liées à la restructuration du groupe. Fin décembre 2006, l'employé a abordé le directeur général d'alors au sujet des heures supplémentaires en suspens. Par courrier du 15 janvier 2007, il a sollicité la liquidation du contentieux lié auxdites heures; il s'est prévalu d'un solde de 1494,5 heures en sa faveur à fin 2004 et a relevé que leur détail n'était plus disponible puisque toutes les feuilles de timbrage avaient certainement été détruites en 2005 lors de la réorganisation des archives. L'employeuse s'est opposée aux prétentions de l'employé. B. Le 15 octobre 2007, l'employé a ouvert action contre l'employeuse, concluant au paiement de 113'024 fr. 05 avec intérêts à 5 % l'an dès le 1er janvier 2005; au débat final, l'employeuse a invoqué l'exception de prescription. Par jugement du 31 mai 2010, la Cour civile II du Tribunal cantonal valaisan a condamné l'employeuse à payer à l'employé 17'077 fr. 60 avec intérêts à 5 % l'an dès le 1er janvier 2007. En substance, elle a considéré que le contenu du formulaire du 31 décembre 2004 avait été visé par le directeur administratif et financier d'alors et n'était pas infirmé par le dossier ni contesté par l'employeuse, de sorte que l'employé avait établi avoir effectué 1494,5 heures supplémentaires entre 2001 et 2004; cela étant, les prétentions dues pour l'indemnisation des heures supplémentaires faites avant le 15 octobre 2002 étaient prescrites; en procédure, le recourant avait expliqué avoir accompli les 1494,5 heures supplémentaires entre 2001 et le 31 décembre 2004, sans plus amples précisions; il n'avait pas versé en cause les fiches de timbrage afférentes à cette période en sorte qu'il n'était pas possible de connaître leur répartition et, partant, de déterminer le nombre d'heures atteintes par la prescription; même s'il ressortait du courrier du 15 janvier 2007 qu'il ne semblait plus être en possession desdites fiches, il aurait pu en requérir l'édition par l'intimée; dans ces circonstances, il n'y avait pas lieu de procéder, en application de l'art. 42 al. 2 CO, à une appréciation en équité et d'estimer le nombre d'heures non atteintes par la prescription; il s'ensuivait le rejet pur et simple de la totalité des prétentions réclamées en contrepartie des 1494,5 heures supplémentaires; en revanche, l'employé pouvait prétendre au montant de celles effectuées en 2005. C. L'employé (le recourant) forme un recours en matière civile au Tribunal fédéral; se prévalant d'une violation des art. 42 al. 2 CO et 9 Cst., il conclut à l'annulation du jugement du 31 mai 2010 et à la transmission du dossier à la cour cantonale pour qu'elle statue sur la base des considérants du Tribunal fédéral. L'employeuse (l'intimée) propose le rejet du recours dans la mesure où il est recevable. 