Fatti: A. Il 26 agosto 2003 N._, nata nel 1954, ausiliaria di pulizia, ha presentato una domanda di prestazioni AI. Esperiti gli accertamenti del caso, l'Ufficio AI del Cantone Ticino (UAI) le ha assegnato un quarto di rendita, per un grado d'invalidità del 41%, con effetto dal 1° settembre 2006 (decisione su opposizione del 7 dicembre 2006). Facendo valere un peggioramento del suo stato di salute e allegando nuova documentazione medica, il 20 dicembre 2006 l'assicurata ha formulato una domanda di revisione che l'UAI ha però respinto con decisione del 17 marzo 2008. Adito su ricorso, il Tribunale delle assicurazioni del Cantone Ticino, preso atto della risposta con cui l'amministrazione proponeva la retrocessione degli atti per complemento istruttorio, ha stralciato dai ruoli la causa rinviandola all'UAI per l'esecuzione di ulteriori accertamenti medici (pronuncia del 1° luglio 2008). Dopo avere incaricato il Servizio X._ di allestire una (ulteriore) perizia pluridisciplinare, l'UAI, per progetto di decisione del 15 ottobre 2009, ha aumentato, da un quarto a intera, la rendita dell'assicurata dal 1° dicembre 2006, riducendola in seguito a metà dal 1° gennaio 2008. Con osservazioni del 19 novembre 2009 N._ ha chiesto tra le altre cose l'assegnazione di interessi di mora sulle prestazioni arretrate. Mediante decisione del 17 dicembre 2009 l'UAI ha stabilito l'erogazione di una mezza rendita dal 1° gennaio 2008. Con separate decisioni dell'8 gennaio 2010 l'UAI ha inoltre fissato l'importo delle prestazioni arretrate (1° dicembre 2006 - 31 dicembre 2009). Ritenendo però possibile l'assegnazione di interessi di mora solo in caso di (prima) nascita del diritto alle prestazioni, ma non anche in caso di modifica, l'amministrazione ha respinto la relativa richiesta dell'assicurata. B. Lamentando la mancata assegnazione di interessi di mora, N._ si è nuovamente aggravata al Tribunale cantonale delle assicurazioni. Per pronuncia del 30 settembre 2010 i giudici cantonali hanno accolto il ricorso e hanno riconosciuto all'assicurata il diritto a interessi moratori al tasso d'interesse del 5% dal 1° dicembre 2008 sino al versamento delle rendite arretrate. C. L'UAI ha presentato ricorso in materia di diritto pubblico al Tribunale federale al quale domanda di annullare la pronuncia cantonale e di confermare la decisione amministrativa dell'8 gennaio 2010. N._ postula la reiezione del gravame. Interpellato per un avviso, l'Ufficio federale delle assicurazioni sociali (UFAS) propone da parte sua alcune considerazioni sulla regolamentazione in materia. D. Con decreto del 25 gennaio 2011 è stata accolta la domanda di conferimento dell'effetto sospensivo formulata nel gravame.