Fatti: A. A._ di X._ è proprietario della casa cappellanica (particella yyy), un immobile di tre piani risalente al 1850, sito nelle immediate vicinanze della Chiesa di Z._, rinomato monumento romanico. Con decreto esecutivo 16 maggio 1990, fondato sulla previgente legge per la protezione dei monumenti storici ed artistici del 1946, il Consiglio di Stato del Cantone Ticino ha definito un comprensorio di protezione del complesso monumentale di X._ (CPM), per proteggere l'integrità, la dignità e la visualità della citata chiesa e di altre due, nonché degli spazi adiacenti a questi edifici, iscritti nell'elenco dei monumenti storici e artistici del Cantone. All'interno del perimetro di protezione, attorno alle Chiese di Z._ e W._, è stata fissata una zona non edificabile, nella quale sono ammessi limitati cambiamenti della conformazione del terreno, compatibili con gli obiettivi perseguiti dal decreto. Il fondo yyy si trova in questo comparto, che il piano regolatore comunale attribuisce al territorio fuori della zona edificabile. B. Il 27 luglio 2006, A._ ha chiesto al Municipio il permesso di demolire la casa cappellanica, ritenendola in condizioni precarie, non meritevole di ricupero e facendo difetto i mezzi finanziari per riattarla. Il Dipartimento del territorio si è opposto alla domanda, facendo propria la decisione dell'Ufficio dei beni culturali (UBC), resa dopo aver sentito la relativa Commissione (CBC), per la quale lo stato di conservazione dell'immobile, che rivestirebbe un'importanza storica e urbanistica notevole, sarebbe discreto. Ricevuto il preavviso vincolante del Cantone, il 6 febbraio 2007 il Municipio ha dovuto suo malgrado negare la licenza richiesta. C. Con risoluzione del 17 aprile 2007, il Consiglio di Stato ha respinto un ricorso presentato da A._ e confermato il diniego. Adito dall'istante, con giudizio del 15 settembre 2008, il Tribunale cantonale amministrativo ne ha respinto il gravame. D. Avverso questa decisione A._ presenta un ricorso in materia di diritto pubblico al Tribunale federale. Chiede di annullarla e di rinviare la causa alla Corte cantonale per nuova decisione nel senso dei considerandi. Il Comune conclude per l'accoglimento del gravame, il Consiglio di Stato, senza formulare osservazioni, si rimette al giudizio del Tribunale federale, mentre la Corte cantonale si riconferma nel giudizio impugnato.