Faits : A. En septembre 2002, A._, ressortissant camerounais né en 1980, est arrivé en Suisse au bénéfice d'une autorisation de séjour pour études. Le 9 juin 2005, il a contracté mariage avec B._, ressortissante suisse née en 1975. Le couple a une fille née en 2007. Le 23 septembre 2008, A._ a introduit une requête de naturalisation facilitée. Dans le cadre de cette demande, les époux ont contresigné, le 17 août 2009, une déclaration écrite par laquelle ils confirmaient vivre en communauté conjugale effective et stable, résider à la même adresse et n'envisager ni séparation ni divorce. Par décision du 15 septembre 2009, entrée en force le 17 octobre 2009, l'intéressé a été mis au bénéfice d'une naturalisation facilitée. B. Le 15 février 2010, A._ et son épouse se sont définitivement séparés. En septembre 2010, le prénommé a fait la connaissance de C._, ressortissante camerounaise née en 1983, avec laquelle il a eu deux enfants nés en 2011 et 2014. Le 9 juillet 2014, A._ et B._ ont formé une requête commune en divorce qui a abouti le 5 novembre 2014. Le 21 février 2015, le prénommé et C._ se sont mariés. Invité par le Secrétariat d'Etat aux migrations (SEM) à se déterminer au sujet d'une éventuelle annulation de la naturalisation facilitée, A._ a notamment fait valoir, en date du 30 octobre 2015, qu'il s'était intégré en Suisse de manière exemplaire, qu'un enfant était issu de son ancienne union conjugale et qu'il ne s'agissait pas d'un mariage de complaisance. En date du 3 mai 2016, l'ex-épouse de l'intéressé a été auditionnée sur les circonstances de son mariage et de son divorce; elle a notamment exposé que leur communauté conjugale était effective et stable au moment de la naturalisation de l'intéressé et que tout allait bien avant Noël 2009; elle a précisé que des tensions étaient apparues dans le couple en raison du fait qu'elle avait passé Noël sans son mari; elle a également déclaré qu'ils n'avaient ni les mêmes intérêts pour les fêtes de famille, ni la même conception de la vie de famille. A._ s'est déterminé, le 12 août 2016, sur les déclarations de son ex-épouse. Par décision du 16 janvier 2017, le SEM a prononcé, avec l'assentiment des autorités genevoises compétentes, l'annulation de la naturalisation facilitée accordée à A._, faisant aussi perdre la nationalité suisse aux membres de sa famille qui l'auraient acquise en vertu de la décision annulée. C. Le Tribunal administratif fédéral a confirmé cette décision dans un arrêt rendu le 7 janvier 2019. Il a considéré en particulier que l'enchaînement chronologique rapide des événements fondait la présomption que les liens conjugaux ne présentaient pas, au moment déterminant, la stabilité et l'intensité suffisantes pour retenir que le couple envisageait réellement une vie future commune; les éléments avancés par l'intéressé n'étaient pas susceptibles de renverser cette présomption. D. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, A._ demande principalement au Tribunal fédéral, sous suite de dépens, d'annuler l'arrêt précité du Tribunal administratif fédéral et de l'acheminer à établir, par tous moyens de droit, les faits allégués dans la procédure. Il conclut à titre subsidiaire au renvoi de la cause à l'instance précédente ou au SEM pour nouvelle décision. Le Tribunal administratif fédéral a renoncé à prendre position. Le SEM conclut au rejet du recours.