Sachverhalt: A. Am 8. November 2008, um 01.40 Uhr, ereignete sich auf der Aarauerstrasse in Schönenwerd ein Verkehrsunfall. Das von X._ mit stark übersetzter Geschwindigkeit gelenkte Fahrzeug prallte in das aus der Gegenrichtung kommende, nach links abbiegende Automobil von F.D._. Dieser wurde leicht, seine Beifahrerin schwer verletzt, während die auf dem Rücksitz mitfahrende C.A._ tödliche Verletzungen erlitt. Beim Aufprall wies das Fahrzeug von X._ eine Geschwindigkeit von 101-116 km/h auf. X._, Y._ und Z._ wird vorgeworfen, am 8. November 2008 durch konkludentes Handeln - schnelles Hintereinanderfahren mit ungenügenden Abständen, gegenseitiges Überholen und Überholen von unbeteiligten Fahrzeugen - gemeinsam den Entschluss gefällt zu haben, mit ihren Fahrzeugen so schnell wie möglich von Aarau nach Schönenwerd zu fahren. Auf dieser Strecke sollen sie mehrfach die allgemeine Höchstgeschwindigkeit missachtet haben (im Bereich Schachen in Aarau 100-120 km/h statt der erlaubten 50 km/h, auf der Haupt- bzw. Aarauerstrasse zwischen Wöschnau und Schönenwerd mindestens 117-135 km/h statt der erlaubten 80 km/h sowie bei der Ortseinfahrt Schönenwerd mindestens 116-129 km/h statt der erlaubten 50 km/h). Sie hätten auch die aufgrund der Geschwindigkeit, der Strassen- sowie der Sicht- und Witterungsverhältnisse erforderlichen Abstände nicht eingehalten. B. B.a Das Amtsgericht Olten-Gösgen erklärte Y._ am 26. Oktober 2010 schuldig der mehrfachen groben und der einfachen Verletzung der Verkehrsregeln. Von den Vorwürfen der vorsätzlichen (evtl. fahrlässigen) Tötung und schweren sowie einfachen Körperverletzung, der mehrfachen groben Verletzung der Verkehrsregeln (Missachten der zulässigen Höchstgeschwindigkeit ausserorts auf dem Allmendweg in Aarau und innerorts eingangs Schönenwerd) und des pflichtwidrigen Verhaltens nach einem Verkehrsunfall sprach es ihn frei. Es verurteilte ihn zu einer Freiheitsstrafe von 28 Monaten und zu einer Busse von Fr. 120.--. Den unbedingten Teil der Freiheitsstrafe setzte es auf acht, den bedingten auf 20 Monate (bei einer Probezeit von drei Jahren) fest. Im gleichen Entscheid sprach das Amtsgericht die Verurteilungen von X._ und Z._ aus. Sodann befand es über die Zivilforderungen und die übrigen Nebenpunkte. Gegen dieses Urteil erhoben X._, Y._ und Z._ Appellation, welcher sich die Oberstaatsanwaltschaft des Kantons Solothurn anschloss. B.b Das Obergericht des Kantons Solothurn erklärte Y._ am 22. März 2012 schuldig der fahrlässigen Tötung, der fahrlässigen schweren und einfachen Körperverletzung, der mehrfachen groben Verletzung der Verkehrsregeln (Missachten der allgemeinen Höchstgeschwindigkeit ausserorts zwischen Wöschnau und Schönenwerd; Überholen auf unübersichtlicher Strecke in Aarau sowie zwischen Wöschnau und Schönenwerd; ungenügender Abstand in Aarau sowie zwischen Wöschnau und Schönenwerd) sowie der mehrfachen einfachen Verletzung von Verkehrsregeln (Missachten der allgemeinen Höchstgeschwindigkeit innerorts in Aarau und Schönenwerd). Es verurteilte ihn zu einer Freiheitsstrafe von 36 Monaten und zu einer Busse von Fr. 200.--. Den unbedingten Teil der Strafe setzte es auf 12, den bedingten auf 24 Monate fest (bei einer Probezeit von zwei Jahren). Zugleich sprach das Obergericht die Verurteilungen von X._ und Z._ aus. Sodann befand es über die Zivilforderungen und die übrigen Nebenpunkte. C. Y._ führt Beschwerde in Strafsachen. Er beantragt, das angefochtene Urteil aufzuheben und die Sache zur neuen Beurteilung an das Obergericht, allenfalls an das Amtsgericht, zurückzuweisen. Eventualiter sei er von den Vorwürfen der fahrlässigen Tötung, der fahrlässigen schweren und einfachen Körperverletzung, der groben Verletzung der Verkehrsregeln wegen ungenügenden Abstands in Aarau (Allmendweg) sowie der einfachen Verletzung von Verkehrsregeln wegen mehrfachen Missachtens der allgemeinen Höchstgeschwindigkeit in Aarau freizusprechen. Er sei schuldig zu sprechen der mehrfachen groben Verletzung der Verkehrsregeln (Missachten der allgemeinen Höchstgeschwindigkeit ausserorts, mehrfaches Überholen auf teilweise unübersichtlicher Strecke und ungenügender Abstand, begangen zwischen Wöschnau und Schönenwerd) und der mehrfachen einfachen Verletzung der Verkehrsregeln (ungenügender Abstand in Aarau und Missachten der allgemeinen Höchstgeschwindigkeit innerorts in Schönenwerd). Er sei zu einer bedingten Geldstrafe von 60 Tagessätzen zu Fr. 50.-- und zu einer Busse von Fr. 200.-- zu verurteilen. Die Probezeit sei auf zwei Jahre festzulegen. Überdies stellt Y._ ein Gesuch um aufschiebende Wirkung und beantragt, es sei ihm die unentgeltliche Rechtspflege sowie Verbeiständung zu bewilligen. X._ und Z._ erheben ihrerseits Beschwerde in Strafsachen an das Bundesgericht. 