Faits: A. A.a F._, née en 1952, secrétaire de formation, a bénéficié d'une rente entière de l'assurance-invalidité du 1er juin 1985 au 30 novembre 1989, en raison de diverses séquelles d'un accident de la route survenu en 1984 (perte de la rate et d'un rein, arthrodèse de la cheville gauche avec raccourcissement du membre inférieur de six centimètres). Par décision du 20 octobre 1989, son droit à la rente d'invalidité a été supprimé à partir du 1er décembre 1989 au motif qu'elle avait recouvré une capacité de travail et de gain totale dans une activité adaptée. Par la suite, l'assurée a travaillé à 50 %, en qualité de dame de buffet dans l'entreprise familiale jusqu'à la fermeture de l'établissement en 1996. A.b Le 25 octobre 1999, F._ a déposé une nouvelle demande de prestations, sollicitant l'octroi de mesures professionnelles. Son médecin traitant, le docteur H._, spécialiste FMH en médecine interne, a attesté qu'elle souffrait d'oedèmes progressifs à la jambe gauche dès que ce membre n'était pas surélevé. Par décision du 19 juin 2002, l'Office de l'assurance-invalidité pour le canton de Vaud (ci-après: office AI) a nié le droit de l'assurée à toutes prestations sur la base d'un taux d'invalidité de 3,8 %, sa capacité de travail étant de 100 % dans une activité adaptée. Saisi d'un recours formé par l'assurée, le Tribunal des assurances du canton de Vaud (aujourd'hui: Tribunal cantonal du canton de Vaud, Cour des assurances sociales) l'a admis et annulé la décision attaquée (jugement du 5 février 2004). Par arrêt du 29 mars 2005, le Tribunal fédéral des assurances a admis le recours de l'office AI et annulé le jugement cantonal (cause I 236/04). B. A partir d'octobre 2008, l'assurée a participé au processus CII-MAMAC porté conjointement par l'assurance-chômage, l'assurance-invalidité et l'aide sociale, et ayant pour but de réinsérer dans le marché de l'emploi les personnes présentant une problématique complexe. Selon la fiche CII-MAMAC du 14 avril 2010 établie à l'issue du programme, l'assurée semblait «plutôt simple d'esprit» et ne pouvait de ce fait travailler qu'en milieu protégé. Après avoir pris conseil auprès de son Service médical régional (SMR), l'office AI a informé l'assurée qu'il comptait réexaminer son droit aux prestations de l'assurance-invalidité. Le 5 novembre 2010, l'assurée a présenté une nouvelle demande de prestations tendant à l'octroi d'une rente. Dans le cadre de l'instruction de cette demande, l'office AI a diligenté une expertise neuropsychologique qui a été réalisée par R._, psychologue FSP spécialisée en neuropsychologie, sophrologue caycédienne. L'examen neuropsychologique a mis en évidence un quotient intellectuel total de 80 et les limitations suivantes: éviter la conduite d'un véhicule en situation complexe, les situations de double-tâches, les interférences, les tâches complexes faisant appel à l'auto-organisation et à l'autogestion, les contraintes temporelles dans les tâches complexes, et ne pas donner plusieurs informations à la suite ou permettre à l'assurée de prendre des notes; les activités de restauratrice et de secrétaire (sauf aide de bureau exécutant des tâches très rudimentaires) n'étaient pas exigibles. En revanche, dans une activité adaptée, la capacité de travail était totale avec toutefois une diminution de rendement de l'ordre de 30 %, pouvant varier selon le type de tâche (rapport du 7 avril 2011). Par projet de décision du 22 septembre 2011, l'office AI a informé l'assurée qu'il avait l'intention de rejeter sa demande de prestations, au motif qu'elle ne présentait pas de nouvelle atteinte significative depuis la dernière décision entrée en force, les limitations neuropsychologiques étant «selon toute vraisemblance déjà existantes lors de la décision du 19 juin 2002». Par décision du 1er novembre 2011, l'administration a formellement confirmé sa position. C. Par acte du 1er décembre 2011, F._ saisit le Tribunal fédéral d'une demande de révision de son arrêt I 236/04 du 29 mars 2005. Sur le rescindant, elle requiert, sous suite de frais et dépens, l'annulation de cet arrêt. Sur le rescisoire, elle conclut principalement à l'octroi d'une rente entière d'invalidité à compter du 1er octobre 1998 et subsidiairement au renvoi du dossier à l'office AI pour instruction complémentaire et nouvelle décision au sens des considérants. Elle assortit son recours d'une demande d'assistance judiciaire limitée aux frais de justice. L'office AI et l'Office fédéral des assurances sociales ont renoncé à se déterminer. F._ s'est exprimée une dernière fois le 14 février 2012. 