Sachverhalt: A. A.a Y._ ist ein weltweit tätiger Konzern der R._- und S._-Industrie. Die operative Holdinggesellschaft der Gruppe, die Y._ AG, (nachfolgend YAG), hat ihren Sitz in O._/DE. Ihr Aktienkapital betrug in den Steuerperioden 2003 und 2004 _ Euro und war in eine entsprechende Anzahl nennwertloser Aktien eingeteilt. Anfang 2003 wurden alle Aktien direkt oder indirekt von Mitgliedern der Familie Y._ gehalten. Die indirekte Beteiligung erfolgte im Wesentlichen über die Y._ GmbH & Co. KG. Diese hielt ihrerseits einen Teil der Aktien über die Y._-Werke) sowie über die schweizerischen Zwischenholdings, nämlich die X._ Holding AG sowie deren Tochtergesellschaft, die X._ GmbH. Diese wurde im Jahre 2007 durch die X._ Holding AG infolge Fusion übernommen und im Handelsregister gelöscht. A.b Am 20. November 2003 erwarb ein in den USA ansässiger Investor 30% der Aktien der YAG, nämlich von A._ (direkt und indirekt) 2'175'000 Aktien (5%), von B._ (direkt und indirekt) 4'132'500 Aktien (9.5%) und von der X._ GmbH 6'742'500 Aktien (15.5%). Am gleichen Tag veräusserte die X._ GmbH 1'032'807 Aktien an die X._ Holding AG und 377'451 Aktien an die Y._-Werke. Schliesslich veräusserte die X._ GmbH am 17. Dezember 2003 der YAG 4'350'000 eigene Aktien. Die Kaufverträge mit dem US-Investor enthielten eine Klausel, wonach der Käufer den Anspruch auf die Dividende für das Jahr 2003 bis zur Höhe von _ Mio. Euro an die Verkäufer zedierte und die YAG anwies, die Dividende direkt an diese zu bezahlen. Nach den vorgenannten Transaktionen ergab sich folgende Beteiligungs- und Stimmrechtsstruktur: Anzahl Aktien Beteiligung in % Stimmrecht in % Direktbesitz Privat 3'710'060 8.53% 9.47% Y._-Werke 4'393'500 10.10% 11.22% X._ Holding AG 8'743'500 20.10% 22.33% X._ GmbH 9'252'940 21.27% 23.63% US-Investor 13'050'000 30.00% 33.33% YAG 4'350'000 10.00% 0.00% Total 43'500'000 100.00% 100.00% B. Die X._ GmbH deklarierte für die Steuerperiode 2003 einen steuerbaren Reingewinn von Fr. _ und ein Eigenkapital von Fr. _. Für die Steuerperiode 2004 deklarierte sie einen steuerbaren Reingewinn von Fr. _ und ein Kapital von Fr. _. Sie wurde vom Kantonalen Steueramt Zürich am 8. August 2008 für die direkte Bundessteuer mit einem steuerbaren Reingewinn von Fr. _ und einem Eigenkapital von Fr. _ (2003) bzw. einem steuerbaren Reingewinn von Fr. _ und einem Eigenkapital von Fr. _ (2004) veranlagt. Die Abweichungen zur Deklaration ergaben sich insbesondere aufgrund von Aufrechnungen wegen unterpreislichem Verkauf von Aktien der YAG an die X._ Holding AG, die Y._- Werke, O._/DE, und an die YAG selbst. Begründet wurde dies damit, die konzerninternen Transaktionen seien nicht zu marktkonformen Preisen abgewickelt worden, da bei den Verträgen mit einem amerikanischen Investor nebst dem Kaufpreis von _ Euro pro Aktie noch Zusatzkaufpreise vereinbart worden seien. Dem während dem Veranlagungsverfahren geäusserten Antrag der X._ GmbH, wonach aufgrund einer handelsrechtswidrigen Verbuchung eine Bilanzberichtigung vorzunehmen, der Ertrag aus Kaufpreiserhöhung in der Jahresrechnung 2003 zu stornieren und als Beteiligungsertrag in der Jahresrechnung 2004 zu verbuchen sei (mit entsprechender Korrektur des steuerbaren Kapitals), wurde nicht gefolgt. Die X._ GmbH erhob gegen diese Veranlagungsverfügungen ohne Erfolg Einsprache (Entscheid des Kantonalen Steueramts Zürich vom 29. Oktober 2008). C. Die von der X._ Holding AG als Rechtsnachfolgerin der X._ GmbH gegen den Einspracheentscheid angerufene Steuerrekurskommission II des Kantons Zürich wies die Beschwerde mit Entscheid vom 16. März 2009 ab. Die dagegen von der X._ Holding AG erhobene Beschwerde hiess das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich (2. Kammer) mit Urteil vom 30. September 2009 (SB.2009.00045) teilweise gut. Es gelangte zum Schluss, dass die X._ GmbH ihren Gruppengesellschaften eine geldwerte Leistung erbracht habe, indem sie beim Verkauf der Aktien der YAG an ihre Gruppengesellschaften auf einen Zusatzkaufpreis verzichtet habe, welcher bei einem Direktverkauf der Aktien an den (involvierten) US-Investor angefallen wäre und welchen die Gruppengesellschaften beim Weiterverkauf an den US-Investor vereinnahmt hätten. Bezüglich des Verkaufs von Aktien an die YAG liege jedoch teilweise eine verdeckte Kapitaleinlage vor, da die X._ GmbH selber an der YAG beteiligt gewesen sei. Da es die Sachverhaltsermittlung in dieser Hinsicht jedoch für unvollständig hielt, wies es die Sache an die Steuerrekurskommission II "zur weiteren Untersuchung und zum Neuentscheid im Sinne der Erwägungen" zurück. Das Bundesgericht trat auf die gegen das Urteil des Verwaltungsgerichts des Kantons Zürich vom 30. September 2009 erhobene Beschwerde mit Urteil vom 17. Mai 2010 nicht ein, da es sich beim angefochtenen Urteil um einen Zwischenentscheid handelte und die Eintretensvoraussetzungen nach Art. 93 Abs. 1 BGG nicht gegeben waren. D. Nach Rückweisung der Streitsache durch die Steuerrekurskommission II (heute Steuerrekursgericht) setzte das kantonale Steueramt für die direkte Bundessteuer 2003 den steuerbaren Reingewinn auf Fr. _, das Eigenkapital per 31.12.2003 auf Fr. _, den Steuersatz auf 8,5% und den Beteiligungsabzug auf 0% fest. Für die direkte Bundessteuer 2004 setzte es den steuerbaren Reingewinn auf Fr. _, das Eigenkapital per 31.12.2004 auf Fr. _, den Steuersatz auf 8,5% und den Beteiligungsabzug auf 30,889% fest. Die Steuerfaktoren der Veranlagung 2003 blieben damit gegenüber dem ersten Rechtsgang unverändert, während das Steueramt für die Steuerperiode 2004 die Überlegungen des Verwaltungsgerichts zur verdeckten Kapitaleinlage übernahm, die im 1. Rechtsgang aufgerechnete verdeckte Gewinnausschüttung reduzierte und den Beteiligungsabzug neu berechnete. Die gegen diese Veranlagung erhobene Beschwerde wies das Steuerrekursgericht des Kantons Zürich mit Entscheid vom 15. März 2011 ab. Die gegen diesen Entscheid erhobene Beschwerde wies das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich mit Urteil vom 21. September 2011 zur Hauptsache ab. E. Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten vom 18. November 2011 beantragt die X._ Holding AG dem Bundesgericht, das Urteil des Verwaltungsgericht des Kantons Zürich vom 21. September 2011 betreffend die direkte Bundessteuer 2003 und 2004 sei aufzuheben. Die Beschwerdeführerin sei für die direkte Bundessteuer 2003 mit einem steuerbaren Reingewinn von Fr. _ und für die direkte Bundessteuer 2004 mit einem steuerbaren Reingewinn von Fr. _ einzuschätzen. Es sei festzustellen, dass die im Jahre 2004 an die Beschwerdeführerin ausgerichtete Dividende von Fr. _ eine zum Beteiligungsabzug gemäss Art. 69 und 70 DBG berechtigende Ausschüttung sei und das Kantonale Steueramt Zürich sei anzuweisen, den Beteiligungsabzug für die direkte Bundessteuer 2004 entsprechend neu zu berechnen. Eventualiter sei die Beschwerdeführerin für die direkte Bundessteuer 2003 mit einem steuerbaren Reingewinn von Fr. _ einzuschätzen, und es sei festzustellen, dass die Dividende von Fr. _ eine zum Beteiligungsabzug gemäss Art. 69 und 70 DBG berechtigende Ausschüttung sei. Das Kantonale Steueramt Zürich sei anzuweisen, den Beteiligungsabzug für die direkte Bundessteuer 2003 entsprechend neu zu berechnen. Ferner sei die Beschwerdeführerin für die direkte Bundessteuer 2004 mit einem steuerbaren Reingewinn von Fr. _ einzuschätzen. Das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich (2. Abteilung) und das Kantonale Steueramt Zürich stellen den Antrag, die Beschwerde sei abzuweisen, soweit darauf einzutreten sei. Die Eidgenössische Steuerverwaltung beantragt, die Beschwerde sei abzuweisen. Mit Replik vom 9. Februar 2012 hält die X._ Holding AG an ihren Anträgen fest. 