Faits: A. Le 10 juin 1987, l'Office de la population du canton de Genève (ci-après: l'OCP) a octroyé une autorisation temporaire de séjour pour études à A._, citoyen iranien né en 1968. Le 28 mai 1993, A._ a épousé B._, ressortissante suisse née en 1966. Il bénéficia alors d'une autorisation de séjour. Le couple n'a pas eu d'enfants, mais le 1er décembre 1997 une fille est née de la relation extra-conjugale que A._ entretenait avec C._. Le 28 mars 2002, A._ a déposé une demande de naturalisation facilitée fondée sur son mariage. Les époux A._ ont contresigné, le 18 novembre 2002, une déclaration écrite aux termes de laquelle ils confirmaient vivre en communauté conjugale effective et stable, résider à la même adresse et n'envisager ni séparation, ni divorce; ils ont pris connaissance du fait que la naturalisation facilitée ne pouvait pas être octroyée lorsque, avant ou pendant la procédure de naturalisation, l'un des époux demandait le divorce ou la séparation, ou lorsque la communauté conjugale effective n'existait plus. La déclaration signée précisait en outre que si cet état de fait était dissimulé, la naturalisation facilitée pouvait être annulée dans les cinq ans. Par déclaration séparée datée du même jour, A._ a confirmé avoir respecté l'ordre juridique en Suisse durant sa présence dans ce pays et n'avoir pas commis de délits pour lesquels il devait s'attendre à être poursuivi ou condamné. Il a également été rendu attentif au fait que sa naturalisation pouvait être annulée en cas de fausse déclaration. Par décision du 21 janvier 2003, l'Office fédéral des étrangers (OFE, actuellement l'Office fédéral des migrations [ci-après: l'ODM]) a accordé à A._ la naturalisation facilitée. B. Le 28 janvier 2003, A._ a été interpellé au domicile de C._ dans le cadre d'une enquête portant sur un trafic d'héroïne. Par courrier du 28 mars 2003, le Service des naturalisations du canton de Genève a demandé à l'OFE d'annuler la décision de naturalisation facilitée du prénommé, au motif que son épouse était "fichée comme prostituée". Par jugement du 9 juillet 2003, le Tribunal de police du canton de Genève a condamné A._ à une peine de dix-huit mois d'emprisonnement avec sursis pendant cinq ans pour avoir importé en Suisse plus d'un kilo d'héroïne, entre janvier 2000 et décembre 2002. Il a été retenu qu'une grande partie de cette drogue avait servi à sa consommation personnelle, le solde étant revendu à des tiers pour financer cette consommation. Le 9 mars 2004, les époux A._ ont formé une requête commune de divorce accompagnée d'une convention complète sur les effets accessoires. Par jugement du 24 juin 2004, le Tribunal de première instance du canton de Genève a prononcé la dissolution du mariage. Ce jugement retient que les époux vivaient séparés depuis août 2003. C. Sur le vu de ces éléments, l'Office fédéral de l'immigration, de l'intégration et de l'émigration (IMES, devenu ensuite l'ODM) a informé A._ d'une éventuelle annulation de la naturalisation facilitée. Invité à se déterminer, l'intéressé a notamment déclaré, par l'entremise de son conseil, qu'il n'avait fait aucune déclaration mensongère, ni dissimulé aucun fait essentiel lors de la procédure de naturalisation. Son ex-épouse et C._ ont également transmis leurs observations. Par courrier du 27 août 2004, l'ex-épouse du prénommé a notamment expliqué qu'elle avait été licenciée pour des raisons économiques en février 2002 et que sa situation précaire l'avait poussée à travailler, du mois de mai 2002 au mois de juillet 2003 en qualité d'"escort girl", à l'insu de son ex-époux. Elle a précisé avoir appris en 1998 que son ex-époux était père d'une fille. Elle a ajouté qu'ayant rencontré son actuel compagnon, elle avait décidé de mettre un terme à leur mariage en 2004. Dans sa lettre du 29 août 2004, C._ a quant à elle indiqué avoir rencontré A._ en 1996. Elle a relevé que le prénommé s'occupait régulièrement de sa fille depuis la naissance de cette dernière en 1997. Le 31 mars 2006, l'intéressé a reconnu sa fille issue de sa relation avec C._. D. Par décision du 19 avril 2006, l'ODM a prononcé, avec l'assentiment du Service des naturalisations du canton de Genève, l'annulation de la naturalisation facilitée accordée à A._. En substance, il a retenu que le mariage n'était pas constitutif d'une communauté conjugale effective et stable lors de la signature de la déclaration commune du 18 novembre 2002 et que l'octroi de la naturalisation facilitée s'était fait sur la base de déclarations mensongères, voire d'une dissimulation de faits essentiels. Dans un arrêt du 18 juillet 2007, le Tribunal administratif fédéral a confirmé cette décision. Par arrêt du 18 décembre 2007 (arrêt 1C_281/2007), le Tribunal fédéral a admis le recours du prénommé contre ce prononcé, annulé l'arrêt attaqué et renvoyé la cause au Tribunal administratif fédéral pour nouvelle décision, à l'issue d'une procédure respectant les garanties de l'art. 29 al. 2 Cst. La Cour de céans a en effet considéré que l'autorité précédente avait violé le droit d'être entendu de l'intéressé, dès lors qu'il n'avait pas eu la possibilité de se déterminer sur un rapport de l'OCP du 3 juillet 1998 et sur un rapport de police du 28 janvier 2003. Par ordonnance du 30 janvier 2008, le Tribunal administratif fédéral a transmis copies des documents précités à l'intéressé et lui a imparti un délai pour se prononcer à ce sujet. L'intéressé s'est déterminé dans un courrier daté du 31 mars 2008. Par arrêt du 18 septembre 2008, le Tribunal administratif fédéral a confirmé la décision du 19 avril 2006 de l'ODM. Il a considéré en substance que l'intéressé avait doublement trompé les autorités d'une part, en certifiant par déclaration écrite du 18 novembre 2002, avoir été respectueux de l'ordre juridique suisse et n'avoir commis aucun délit pouvant entraîner une poursuite judiciaire ou une condamnation et d'autre part, en n'informant pas les autorités fédérales qu'il avait eu un enfant d'une relation extra-conjugale. E. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, A._ demande au Tribunal fédéral d'annuler cet arrêt et d'ordonner à l'ODM d'annuler sa décision du 19 avril 2006, subsidiairement de renvoyer la cause à l'instance inférieure pour nouvelle instruction et nouvelle décision dans le sens des considérants. L'ODM et le Tribunal administratif fédéral ont renoncé à se déterminer.