Faits: A. Par ordonnance du 28 avril 2009, notifiée le lendemain à A.X._ et B.X._, le Ministère public de la République et canton de Genève a prononcé la confiscation des valeurs patrimoniales déposées sur le compte bancaire ouvert au nom de ceux-ci à Genève auprès de C._ SA. Aux termes d'un jugement rendu le 13 janvier 2010, le Tribunal de police de la République et canton de Genève a rejeté l'opposition formée par les époux X._ et confirmé l'ordonnance de confiscation. Il a en outre prononcé une créance compensatrice de 2'153'628 US$, ainsi que l'allocation des fonds confisqués et de la créance compensatrice en faveur de la République fédérative du Brésil. B. Statuant par arrêt du 6 septembre 2011, la Chambre pénale de la Cour de justice genevoise a rejeté l'appel des prénommés, confirmant la confiscation fondée sur le blanchiment en Suisse de valeurs patrimoniales résultant d'actes de détournement de fonds publics, de corruption passive et d'escroquerie commis au Brésil par A.X._. En bref, la cour cantonale a retenu qu'en participant comme magistrat à l'élaboration d'un appel d'offres destiné à tromper les soumissionnaires sur la réalité des soumissions à présenter, en éliminant frauduleusement les concurrents indésirables et en cachant le fait que l'entreprise attributaire D._ appartenait en réalité aux deux concurrents restés en lice, A.X._ et ses comparses avaient astucieusement donné l'apparence que la procédure d'appel d'offres clôturée par l'attribution du marché à D._ était équitable. En présentant et en approuvant de fausses factures et de faux avis d'exécution pour des travaux fictifs, ils avaient usé d'astuce pour tromper les fonctionnaires du Trésor national brésilien sur la réalité de ces travaux en vue de se faire remettre des espèces et de s'enrichir au détriment de la République fédérative du Brésil. En contrepartie de ces agissements, des commissions occultes avaient été versées à A.X._ - à hauteur de 6'848'108 US$ répartis sur 18 transactions effectuées entre les 8 octobre 1991 et 26 avril 1994 - sur un compte bancaire ouvert à Genève en son nom et celui de son épouse, avant d'être transférées auprès d'établissements bancaires à l'étranger moyennant neuf retraits opérés entre les 17 mars 1994 et le 5 mars 1999 pour un montant total de 3'873'628 US$. A.X._ a été reconnu coupable au Brésil de blanchiment d'argent et évasion illégale de devises par arrêt du 4 avril 2005, ainsi que de détournement de fonds publics, corruption passive et escroquerie par arrêt du 4 mai 2006, prononcés sur appel par le Tribunal Régional Fédéral de la 3ème Région. C. A.X._ et B.X._ interjettent un recours en matière pénale contre l'arrêt cantonal, dont ils requièrent l'annulation. Ils sollicitent par ailleurs le bénéfice de l'assistance judiciaire, ainsi que l'octroi de l'effet suspensif au présent recours. L'intimée a été invitée à se déterminer sur l'effet suspensif et a conclu à son rejet. 