Fatti: A. A._ è coniugato con B._ dal 1977. Egli è stato attivo presso C._, a V._ (TI), fino al giorno del suo pensionamento, il primo luglio 2009. A quel momento, ha ricevuto una prestazione in capitale di fr. .... Qualche mese prima, nel novembre 2008, ha trasferito il proprio domicilio da V._, dove risiedeva da anni, a X._, nel Cantone dei Grigioni. Il domicilio della moglie è rimasto per contro invariato, in via W._ a V._, dove la coppia possiede una casa d'abitazione dal 1982. Per il periodo fiscale 2008, il fisco ticinese ha assoggettato all'imposta la sola moglie, ammettendo il domicilio del marito nel Cantone dei Grigioni. B. Il 23 aprile 2010, il Municipio di V._ ha comunicato a A._ di ritenerlo (ancora) domiciliato nel proprio Comune. Con scritto del 30 aprile successivo, il contribuente ha contestato tale conclusione e sostenuto di essere domiciliato a X._, nella frazione di Y._, dove è proprietario di un'abitazione primaria, acquistata nel 2007, e di due abitazioni secondarie, acquistate nel 2010. Egli ha inoltre aggiunto che lo stabile in via W._ è da sempre intestato a lui e alla moglie, dalla quale non è divorziato e con cui si vede con le frequenze e negli orari che ritiene più opportuni. C. Il 3 febbraio 2011, l'Ufficio circondariale di tassazione competente ha emesso una decisione pregiudiziale, con cui comunicava al contribuente di averlo iscritto nel registro dei contribuenti del Canton Ticino e del Comune di V._ per il periodo fiscale 2009, "per elezione di domicilio o dimora fiscale (art. 2 LT) ". Il reclamo interposto contro la menzionata decisione è stato respinto il 12 giugno 2013; la decisione su reclamo è stata a sua volta confermata dalla Camera di diritto tributario del Tribunale d'appello del Cantone Ticino, che si è espressa in merito con sentenza del 25 febbraio 2015. D. Il 23 aprile 2015, A._ ha impugnato il giudizio della Camera di diritto tributario con ricorso in materia di diritto pubblico al Tribunale federale, chiedendone l'annullamento. A suo avviso, essa sarebbe insostenibile, "siccome intervenuta su di un accertamento arbitrario dei fatti (art. 9 Cost.), in violazione del principio della buona fede (art. 9 Cost.) e del divieto della doppia imposizione (art. 127 cpv. 3 Cost.) ". In corso di procedura, la Divisione delle contribuzioni e la Camera di diritto tributario del Tribunale d'appello del Cantone Ticino hanno chiesto che, nella misura in cui sia ammissibile, il ricorso sia respinto. L'Amministrazione imposte del Cantone dei Grigioni ha per contro domandato che lo stesso venga accolto. Preso atto del fatto che, per il periodo fiscale 2008, il Cantone Ticino ha assoggettato all'imposta la sola moglie, ammettendo il domicilio del marito a X._, sostiene che la decisione pregiudiziale con cui il fisco ticinese ha comunicato a A._ di averlo nuovamente iscritto nel registro dei contribuenti per il periodo fiscale 2009 sarebbe contraddittoria. Sempre per il fisco grigionese, essa sarebbe inoltre infondata, siccome il fisco ticinese non ha dimostrato perché, una volta ammesso lo spostamento per il 2008, il domicilio sia nuovamente mutato l'anno successivo.