Fatti: A. P._ - cittadina italiana residente in Italia, nata nel 1966 - ha lavorato da ultimo (dal 1991) quale vice-gerente in un negozio di generi alimentari quando fu coinvolta, il 27 luglio 2001, in un incidente della circolazione stradale, riportando un trauma distorsivo al rachide cervicale e un trauma contusivo alla coscia sinistra. L'infortunio è stato assunto dalla Winterthur Assicurazioni, la quale con decisione 4 ottobre 2004 ha interrotto il versamento delle prestazioni assicurative con effetto dal 1° settembre 2004. Adito su ricorso, il Tribunale amministrativo del Cantone dei Grigioni ha confermato il provvedimento ritenendo che non fosse più dato il necessario nesso di causalità tra i disturbi - segnatamente di natura psichica e somatoforme - ancora lamentati dall'interessata e l'infortunio in questione (pronuncia del 9 maggio 2006). Nel frattempo, il 12 novembre 2002 P._ ha presentato una domanda volta all'ottenimento di prestazioni dell'assicurazione invalidità (AI) svizzera lamentando gli esiti di una contusione alla coscia sinistra, cervicobrachialgia bilaterale destra con problemi di movimento alla spalla e al braccio destro con dolori cervicali e alla testa e sintomi di malessere psichico. Esperiti gli accertamenti medici di rito, l'Ufficio AI del Cantone dei Grigioni, con decreto provvisorio 26 settembre 2007, ha preannunciato all'interessata il rifiuto di una rendita per difetto di invalidità di grado pensionabile. Dopo le osservazioni dell'assicurata e un nuovo decreto provvisorio del 4 marzo 2008 che metteva in evidenza una perdita di guadagno del 47.31% nell'ambito lucrativo ponderato all'80% (invalidità parziale: 37.84%) e una limitazione del 25.40% nell'attività di casalinga ponderata al 20% (invalidità parziale: 5.08%), l'Ufficio AI per gli assicurati residenti all'estero (UAIE), competente per notificare la decisione agli assicurati non residenti in Svizzera, ha erogato un quarto di rendita a P._ con effetto dal 1° luglio 2002 accertando un grado d'invalidità arrotondato del 43% (decisione del 4 settembre 2008). B. L'interessata si è aggravata al Tribunale amministrativo federale chiedendo il riconoscimento di almeno una mezza rendita d'invalidità e contestando in particolare il fatto che l'amministrazione non le avesse applicato una riduzione del 20% sul reddito base da invalida per tenere conto delle particolarità personali e professionali. Con pronuncia 21 aprile 2010 il Tribunale amministrativo federale ha parzialmente accolto il ricorso, riconoscendo a P._ una mezza rendita d'invalidità dal 1° luglio 2002. I primi giudici hanno in particolare concesso una deduzione del 10% sul reddito base da invalida per tenere conto delle circostanze del caso (età, danno psichico e possibilità di lavorare in attività sostitutive solo a tempo parziale). In questo modo hanno fissato al 59.138% il grado di limitazione in ambito lucrativo (ponderato all'80%), mentre hanno confermato quello stabilito dall'amministrazione per l'ambito casalingo, giungendo così a un grado d'invalidità complessivo arrotondato del 52% ([59.138 x 0.8] + [25.40 x 0.2] : 2). C. L'UAIE è insorto al Tribunale federale, al quale chiede di annullare il giudizio di prima istanza e di confermare il provvedimento amministrativo. A sostegno della sua richiesta contesta la riduzione del 10% applicata dai primi giudici sul reddito base da invalida. P._ propone la reiezione del gravame, mentre l'Ufficio federale delle assicurazioni sociali non si è determinato.