Vantagens da D5100:
Sistema de AF mais confiável (sorry Canon, mas eu já usei ambas).
DR / Latitude
Corpo aparentemente mais robusto (porém acho que é só aparência)
Cores mais fiéis (porém não muito)
hi-ISO
Lentes TOP são mais TOP (melhor resolução, contraste, ...).
Acessórios mais robustos (na maioria dos casos)
Upgrade para D7000 vale muito a pena (porém mais caro).
Vantagens da T3i
Resolução
Contraste
Imagem mais pronta no JPG (facilita muito para quem não está familiarizado).
Acessórios e Lentes mais baratos (na maioria dos casos)
Câmera mais barata (média dos preços que vi há algum tempo).
Upgrade para 60D mais barato que para D7000.
Com tantos prós e contras para cada lado, fica valendo o que o colega falou: o olho e o cérebro são o que mais fará diferenças...