Faits: A. Par trois décisions du 11 octobre 2006, l'Office cantonal AI du Valais (ci-après: l'office AI) a reconnu à W._ le droit à des indemnités journalières s'élevant à 81 fr. 80 du 28 juin au 31 juillet 2006 et à 127 fr. 50 du 1er août 2006 au 3 août 2008; ces indemnités calculées par la Caisse de compensation du canton du Valais (ci-après: la caisse) étaient fondées sur un salaire-horaire de 26 fr. 54 et un revenu par jour déterminant de 159 fr. B. B.a Contestant le revenu déterminant, l'assuré a déféré les décisions du 11 octobre 2006 au Tribunal cantonal des assurances du canton du Valais. Statuant le 21 mai 2007, celui-ci a admis le recours, annulé les décisions attaquées et retourné le dossier à l'office AI pour nouvelles décisions «dans le sens du considérant 3d». Dans ce considérant du jugement, le Tribunal cantonal a fixé à 30 fr. 24 le revenu-horaire déterminant pour le calcul des indemnités journalières. Sur recours de l'office AI, le Tribunal fédéral a annulé le jugement du 21 mai 2007 et renvoyé la cause à la juridiction de première instance «pour qu'elle procède conformément aux considérants, puis rende un nouveau jugement» (arrêt 9C_420/2007 du 2 novembre 2007). B.b Par jugement du 15 avril 2008, le Tribunal cantonal a rejeté le recours de l'assuré et confirmé les décisions de l'office AI du 11 octobre 2006. C. W._ interjette un recours en matière de droit public contre ce jugement, dont il demande l'annulation. Sous suite de frais et dépens, il conclut au renvoi de la cause au Tribunal cantonal pour nouvelle décision. L'office AI conclut à ce que, dans l'hypothèse de l'admission du recours, les frais et dépens soient mis à la charge de l'Etat du Valais. De leur côté, le Tribunal cantonal et l'Office fédéral des assurances sociales (OFAS) ont renoncé à se déterminer.