Fatti: A. A._, cittadina Brasiliana, si è sposata il 10 febbraio 2006 con il cittadino italiano B._, titolare di un permesso di domicilio CE/AELS. Dalla loro relazione era a quel tempo già nato il figlio C._. A._, che dispone attualmente di un permesso di dimora CE/AELS con scadenza il 9 ottobre 2013, è madre di altri tre figli, con residenza in Brasile, D._ e il fratello E._, che hanno finora vissuto con il padre F._, e G._, che vive presso una zia. B. Il 27 maggio 2008 D._ ha inoltrato alla Sezione dei permessi e dell'immigrazione del Dipartimento delle istituzioni del Cantone Ticino un'istanza per il rilascio di un permesso per ricongiungersi con sua madre. La domanda è stata respinta, perché ritenuta tardiva e non dettata da circostanze oggettive, con decisione del 29 agosto 2008. Tale atto non è stato impugnato. Dopo essere giunta personalmente in Svizzera, il 5 ottobre 2008, D._ ha postulato nuovamente il rilascio di un permesso di dimora a titolo di ricongiungimento familiare. Su questa richiesta la Sezione dei permessi e dell'immigrazione si è espressa negativamente il 17 aprile 2009, assegnando a D._ un termine scadente il 30 giugno 2009 per lasciare il territorio elvetico. La decisione dipartimentale è stata confermata su ricorso di A._ dapprima dal Consiglio di Stato il 24 giugno 2009 e, in seguito, dal Tribunale cantonale amministrativo, con sentenza del 28 settembre 2009. Entrambe le istanze hanno considerato la nuova richiesta di ricongiungimento quale domanda di riesame e negato gli estremi per procedervi. C. Il 12 novembre 2009, A._ ha inoltrato un ricorso al Tribunale federale con cui chiede, in accoglimento dello stesso, il rilascio del permesso di dimora alla figlia. Chiamato ad esprimersi, il Tribunale cantonale amministrativo si è riconfermato nelle motivazioni e nelle conclusioni della propria sentenza. Ad essa ha fatto rinvio anche la Sezione dei permessi e dell'immigrazione e l'Ufficio federale della migrazione. Il Consiglio di Stato si è invece rimesso al giudizio di questa Corte.