Faits: A. Le 9 janvier 2012, le Tribunal du IIIème Arrondissement pour les districts de Martigny et St-Maurice a reconnu X._ coupable de meurtre, lésions corporelles simples, rixe, brigandage, contrainte, violence et menace contre les autorités et les fonctionnaires, violation de la loi fédérale sur les armes et contravention à la loi fédérale sur les stupéfiants et l'a condamné à une peine privative de liberté de 13 ans, à une amende de 300 fr. et à payer à Y._ une indemnité pour tort moral de 40'000 francs. B. Cette condamnation a été confirmée sur appel le 5 juillet 2012 par la Cour pénale I du Tribunal cantonal valaisan. L'appel a toutefois été admis s'agissant de la quotité de la peine et la peine privative de liberté ramenée à 11 ans. C. L'homicide, seul contesté devant la cour de céans (cf. D), est à situer dans un contexte de tensions entre un groupe de ressortissants balkaniques et un groupe de capverdiens. Les autorités cantonales, suite à une appréciation des preuves, notamment de différents témoignages extérieurs et des déclarations des participants, ont retenu les faits suivants: Vers 19h, le 23 mai 2010, six hommes d'origine des Balkans, en voiture, ont dépassé X._, qui marchait à A._ en poussant le landau de sa fille, accompagné de 3 ressortissants capverdiens. Les ressortissants balkaniques ont rejoint les capverdiens à pied devant le bâtiment B._. Ils avaient l'intention de discuter avec ces derniers, éventuellement de les intimider afin de mettre un terme aux accrochages qui opposaient les deux groupes depuis un mois. X._ et C._ se sont invectivés et insultés, puis bousculés, sans qu'il soit possible de déterminer qui a commencé la dispute. Le conflit a paru se calmer. L'altercation a connu une seconde phase, déclenchée par C._ qui a frappé, ou à tout le moins fortement bousculé X._ qui ne s'y attendait pas. En réaction, X._ a reculé, son pistolet est tombé de sa poche et il l'a saisi. A la vue du pistolet, D._ est intervenu. C'est alors que X._ a ouvert le feu contre D._, qui l'avait braqué avec son arme et qui lui intimait l'ordre de se mettre à terre et de déposer son arme. D._ a riposté. Chacun a été touché par une balle. X._ a été blessé au flanc gauche, au niveau de l'abdomen et a été transporté à l'hôpital de E._. D._ est décédé le soir-même au CHUV, après avoir été emmené dans un premier temps par ses amis à l'hôpital de A._. D. X._ forme un recours en matière pénale concluant à l'annulation de l'arrêt du 5 juillet 2012 de la Cour pénale I du Tribunal cantonal valaisan, à son acquittement de l'infraction d'homicide par dol éventuel et à sa libération du paiement de 40'000 fr. à Y._ à titre de tort moral. Il invoque la violation du principe in dubio pro reo qui aurait conduit à nier à tort la légitime défense. Il demande également à être mis au bénéfice de l'assistance judiciaire. Il n'a pas été requis d'observations. 