Faits: A. A._ est propriétaire de l'immeuble sis à l'adresse 12, rue des Alpes, sur le territoire de la commune de Genève-Cité. L'immeuble, précédemment propriété de la SI rue des Alpes 12, était affecté à l'activité hôtelière. La SI rue des Alpes 12 est devenue A._ le 14 août 2007. Le 20 octobre 1999, la société propriétaire de l'immeuble a sollicité une autorisation de construire en procédure accélérée portant sur le "changement d'affectation de cet hôtel pour l'affecter à des chambres meublées pour l'Hospice général". L'autorisation octroyée le 6 décembre 1999 portait sur la réfection des salles de bain ainsi que l'installation de cuisinettes dans les chambres. De 1999 jusqu'au 30 avril 2005, l'Hospice général a loué toutes les chambres pour y loger des bénéficiaires de prestations sociales. Dès cette dernière date, la société propriétaire a reconduit quelques baux avec des particuliers au prix de 1'100 fr. par mois la chambre et 1'350 fr. par mois pour les deux pièces. Le 30 avril 2008, il restait vingt-cinq locataires selon l'état locatif produit et quinze au 30 septembre 2008. Les derniers baux ont été conclus pour trois mois jusqu'au 30 septembre 2008. Les chambres libérées ont été peu à peu occupées illégalement et l'immeuble a subi de nombreuses déprédations. Dès le 1er octobre 2008, il restait dans l'immeuble trois occupants illicites. B. Le 21 avril 2008, A._ a déposé une demande d'autorisation de construire portant sur la transformation de l'hôtel en résidence meublée et sur la création d'un appartement dans les combles. Tous les préavis recueillis dans le cadre de l'instruction par le Département cantonal des constructions et des technologies de l'information (ci-après: le Département cantonal) étaient favorables au projet, à l'exception de celui de la Ville de Genève. Cette dernière faisait valoir que les travaux envisagés devaient être soumis à la loi genevoise du 25 janvier 1996 sur les démolitions, transformations et rénovations de maisons d'habitation (ci-après: la LDTR), compte tenu du changement d'affectation intervenu le 6 décembre 1999. Le Département cantonal a délivré le 13 novembre 2008 l'autorisation sollicitée. Par décision du 31 mars 2009, la Commission cantonale de recours en matière de constructions (actuellement la Commission cantonale de recours en matière administrative; ci-après: la Commission de recours) a admis les recours formés par la Ville de Genève et l'association genevoise de défense des locataires (ci-après: l'Asloca) et annulé l'autorisation de construire précitée. Elle a rejeté le recours de B._. Saisi par le Département cantonal et A._, le Tribunal administratif du canton de Genève (ci-après: le Tribunal administratif) a rejeté leurs recours le 8 juin 2010, après avoir procédé à un transport sur place. Il a considéré en substance que les locaux de l'immeuble litigieux avaient perdu leur affectation hôtelière et seule la qualification de locaux à destination de logement pouvait être retenue. Le changement d'affectation n'avait par ailleurs pas le caractère temporaire que voudraient lui attribuer les recourants. Le bâtiment était ainsi soumis aux restrictions prévues par la LDTR. C. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, A._ demande au Tribunal fédéral d'annuler l'arrêt du Tribunal administratif du 8 juin 2010 et de rétablir l'autorisation de construire accordée par le Département cantonal le 13 novembre 2008. Elle se plaint d'une mauvaise application de la LDTR ainsi que d'une violation des garanties de la propriété et de la liberté du commerce et de l'industrie. Le Tribunal administratif n'a aucune observation à formuler. Il s'en rapporte à justice quant à la recevabilité du recours et persiste dans les considérants et le dispositif de son arrêt. Le Département cantonal conclut à l'admission du recours, à l'annulation de l'arrêt attaqué et au rétablissement de l'autorisation de construire litigieuse. La Ville de Genève conclut principalement à l'irrecevabilité du recours, subsidiairement à son rejet et à la confirmation de l'arrêt attaqué. L'Asloca demande au Tribunal fédéral de débouter la recourante et l'Etat de Genève. B._ déclare s'en rapporter à justice.