Faits: A. Ressortissante de Serbie-et-Monténégro née le 20 janvier 1984, X._ est entrée en Suisse le 23 octobre 2003 en vue de préparer son mariage avec Y._, ressortissant suisse. Le mariage a été célébré le 11 février 2004 et la prénommée a été mise au bénéfice d'une autorisation de séjour par regroupement familial le 9 mars 2004. Aucun enfant n'est issu de cette union. Le 17 février 2006, Y._ a déposé une demande en divorce sans être assisté d'un mandataire professionnel. Comme son acte ne répondait pas aux exigences du code de procédure civile vaudois et qu'il n'a pas utilisé le délai qui lui avait été imparti pour le régulariser, la procédure de divorce n'a toutefois pas été engagée. Le 2 août et le 21 décembre 2006, des mesures protectrices de l'union conjugale ont été prononcées à la demande de Y._ (requêtes respectivement du 6 mai et du 24 novembre 2006). Entre autres mesures, les époux ont été autorisés à vivre séparés pour une durée indéterminée; Y._ a été libéré du paiement de toute contribution d'entretien à l'égard de son épouse à compter du 1er novembre 2006. B. Par décision du 20 juillet 2007, le Service de la population du canton de Vaud (ci-après: le Service de la population) a révoqué l'autorisation de séjour de X._, qui était valable jusqu'au 10 août 2007, au motif que son mariage serait vidé de toute substance et qu'elle n'aurait au surplus pas d'attaches particulières avec la Suisse ni de qualifications professionnelles spécifiques. Il s'est fondé ce faisant notamment sur les art. 4, 9 al. 2 lettre b et 16 de la loi fédérale du 26 mars 1931 sur le séjour et l'établissement des étrangers (LSEE; en vigueur jusqu'au 31 décembre 2007). Par acte du 17 août 2007, X._ a déféré cette décision au Tribunal administratif du canton de Vaud, qui a rejeté le recours par arrêt du 27 décembre 2007. Le Tribunal administratif a considéré que les époux X-Y._ étaient séparés en tout cas depuis mai 2006, date à laquelle Y._ avait déposé une requête de mesures protectrices de l'union conjugale. Il a estimé qu'aucun élément concret ne permettait de croire à une prochaine réconciliation et à une volonté réelle de reprendre la vie commune, en refusant à cet égard de déférer à la requête de X._ de tenir une audience. Par conséquent, selon le Tribunal administratif, le fait que l'épouse invoque le mariage pour obtenir la prolongation de son autorisation de séjour constituait un abus de droit. Au demeurant, il a considéré que la prénommée ne se trouvait pas dans une situation où, selon la pratique de l'Office fédéral des migrations, en vue d'éviter un cas d'extrême rigueur, l'autorisation de séjour peut être renouvelée nonobstant le divorce ou la dissolution de l'union conjugale. C. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, X._ demande au Tribunal fédéral, principalement, d'annuler l'arrêt du Tribunal administratif du 27 décembre 2007 et de prolonger son autorisation de séjour d'une année et, subsidiairement, d'annuler l'arrêt en question et de renvoyer la cause au Service de la population pour nouvelle décision, le tout sous suite de frais et dépens. A titre préalable, elle requiert que son recours soit doté de l'effet suspensif et demande à bénéficier de l'assistance judiciaire. Elle dénonce une violation de l'art. 7 LSEE, de son droit d'être entendue et du principe de l'interdiction de l'arbitraire. Le Tribunal administratif s'en remet à justice quant à la recevabilité du recours et propose de le rejeter sur le fond. Le Service de la population renonce à se déterminer. L'Office fédéral des migrations propose de le rejeter. Par ordonnance du Président de la IIe Cour de droit public du Tribunal de céans du 7 février 2008, la requête d'effet suspensif a été admise.