Faits:
A. J._, née en 1958, a travaillé comme concierge à temps partiel jusqu'au 8 novembre 2003, date à laquelle elle a été victime d'un accident qui a entraîné une fracture du genou gauche, opérée quatre jours plus tard. Après que l'intéressée eut présenté une demande de prestations de l'assurance-invalidité (le 15 novembre 2004), l'Office cantonal AI du Valais (ci-après: l'office AI) a recueilli des renseignements médicaux et mis en oeuvre une enquête économique sur le ménage. Il a également soumis l'assurée à un examen auprès de son Service médical régional (SMR), le 28 mars 2006, où les docteurs O._, spécialiste FMH en psychiatrie et psychothérapie, et V._, spécialiste FMH en médecine physique, ont diagnostiqué un trouble dépressif récurrent, actuellement en rémission (rapport daté du 23 juin 2006), respectivement une gonarthrose tricompartimentale gauche sur fracture de type Schatzker IV après osthéosynthèse (rapport daté du 30 juin 2006); l'atteinte somatique empêchait la reprise du travail de concierge, mais ne limitait pas l'exercice à plein temps d'une activité adaptée (tenant compte des empêchements décrits par le docteur V._).
Par décision du 11 décembre 2006, l'office AI a alloué à J._ une rente entière d'invalidité du 1er novembre 2004 au 30 juin 2006, en considérant qu'elle n'y avait plus droit à partir de cette date, puisqu'on pouvait exiger d'elle qu'elle mît en valeur sa capacité (entière) de travail résiduelle à partir du 28 mars 2006 et que le taux d'invalidité correspondant s'élevait à 7%.
B. L'assurée a déféré cette décision au Tribunal cantonal des assurances du canton du Valais en produisant en cours de procédure des rapports des docteurs B._ de l'Hôpital Y._ (du 10 octobre 2007) et R._, médecin traitant (du 27 février 2008). Statuant le 2 octobre 2008, le Tribunal l'a déboutée.
C. J._ interjette un recours en matière de droit public contre le jugement cantonal, dont elle demande l'annulation. Sous suite de frais et dépens, elle conclut en substance au maintien de sa rente au-delà du 30 juin 2006. A titre subsidiaire, elle demande le renvoi de la cause au Tribunal cantonal valaisan des assurances pour instruction complémentaire et nouveau jugement "au sens des motifs".
L'office AI conclut au rejet du recours, tandis que l'Office fédéral des assurances sociales a renoncé à se déterminer.
Considérant en droit:
1. Le recours en matière de droit public (art. 82 ss LTF) peut être formé pour violation du droit selon l'art. 95 sv. LTF. Le Tribunal fédéral statue en principe sur la base des faits établis par l'autorité précédente (art. 105 al. 1 LTF), sous réserve des cas prévus à l'art. 105 al. 2 LTF. Cette disposition lui donne la faculté de rectifier ou compléter d'office l'état de fait de l'arrêt attaqué dans la mesure où des lacunes ou erreurs dans celui-ci lui apparaîtraient d'emblée comme manifestes. Quant au recourant, il ne peut critiquer la constatation de faits importants pour le jugement de la cause que si ceux-ci ont été constatés en violation du droit au sens de l'art. 95 LTF ou de manière manifestement inexacte (art. 97 al. 1 LTF).
Les constatations de la juridiction cantonale sur l'atteinte à la santé (diagnostic, pronostic, etc.) et l'évaluation de la capacité de travail (résiduelle), ainsi que sur le point de savoir si la capacité de travail, respectivement l'incapacité de travail, de l'assuré s'est modifiée d'une manière déterminante sous l'angle de la révision au cours d'une certaine période (arrêt 9C_270/2008 du 12 août 2008 consid. 2.2), sont en principe des questions de fait (ATF 132 V 393 consid. 3.2 p. 397). Il en est de même de l'appréciation concrète des preuves.
2. Il n'est pas contesté que la recourante a droit à une rente entière de l'assurance-invalidité du 1er novembre 2004 au 30 juin 2006. En instance fédérale, le litige porte sur le point de savoir si l'invalidité de la recourante s'est modifiée durant cette période de telle manière que le droit à la rente pouvait être supprimé à compter du 1er juillet 2006. A cet égard, le jugement entrepris expose correctement la norme sur la révision (art. 17 LPGA), qui s'applique également à la décision par laquelle l'organe de l'assurance-invalidité accorde, comme en l'espèce, une rente limitée dans le temps à titre rétroactif (ATF 125 V 413 consid. 2d p. 417 et les références). Il suffit d'y renvoyer.
3. 3.1 Se fondant sur les rapports des docteurs O._ et V._, les premiers juges ont retenu que la recourante, qui présentait un trouble dépressif récurrent en rémission et une gonarthrose tricompartimentale gauche, était capable d'exercer à plein temps une activité légère respectant les limitations décrites par les médecins du SMR (position assise, sans port de charges de plus de 5kg, courts déplacements à plat, sans terrain inégal, ni franchissement de plans inclinés ou d'escaliers). Ils ont par ailleurs considéré que l'évaluation de l'invalidité telle qu'effectuée par l'intimé au moyen de la méthode mixte était conforme au droit et, partant, confirmé le taux d'invalidité de 7% fixé par l'office AI. Ils ont admis en conséquence que la suppression de la rente au 30 juin 2006 était bien fondée.
3.2 Le jugement entrepris ne comprend pas de constatation sur le point - déterminant sous l'angle de la révision - de savoir si la situation de la recourante s'est notablement modifiée depuis la naissance du droit à la rente, de manière à justifier la limitation de la prestation au 30 juin 2006. L'absence de constatations de fait (congrues sous l'angle juridique) de la part de l'instance précédente n'entraîne cependant pas forcément l'annulation de son jugement. Le Tribunal fédéral peut en effet compléter d'office l'état de fait pertinent, pour autant que cela soit possible sur la base des pièces au dossier (consid. 1 supra).
Il ressort des avis médicaux recueillis en procédure administrative que l'état de santé de la recourante a subi une amélioration, en ce sens qu'en 2006 le trouble dépressif dont elle avait souffert par intervalles était en rémission et qu'elle ne subissait plus aucune limitation de sa capacité de travail du point de vue psychiatrique (rapport du docteur O._ du 23 juin 2006). Sous l'angle somatique, les premiers avis médicaux faisaient état d'une incapacité totale de travail (rapport du docteur N._ du 23 décembre 2004), tandis que par la suite une (certaine) capacité de travail dans une activité adaptée a été reconnue tant par le médecin traitant (rapport du docteur R._ du 20 août 2006) que les médecins du SMR. On peut donc admettre également une amélioration de la capacité de travail résiduelle de la recourante. L'étendue de cette modification est cependant litigieuse, dans la mesure où la recourante conteste disposer d'une capacité entière de travail dans une activité adaptée telle que l'a constatée la juridiction cantonale. Il convient dès lors d'examiner ses griefs y relatifs.
4. 4.1 Dans un premier moyen tiré à la fois d'une constatation manifestement inexacte des faits et d'une violation du droit, la recourante reproche à l'autorité judiciaire de première instance d'avoir considéré qu'elle était apte à exercer une activité adaptée à 100%, sans avoir tenu compte du diagnostic d'obésité en relation avec l'invalidité. Dès lors que les médecins du SMR n'ont procédé à aucune investigation quant à ce diagnostic, les deux rapports suivis par les premiers juges seraient lacunaires. L'obésité aurait par ailleurs valeur d'invalidité, puisqu'elle serait la conséquence d'un trouble du comportement alimentaire lié à un état dépressif, comme l'avait retenu la doctoresse D._ du Centre X._ dans un rapport du 28 janvier 2004.
Dans son avis du 30 juin 2006, le docteur V._ a relevé une obésité importante, mais estimé qu'elle n'avait pas de répercussion sur la capacité de travail de la recourante. De son côté, le docteur O._ (rapport du 23 juin 2006) a indiqué, en fonction des données subjectives de l'assurée, que l'appétit était normal et le poids stable et constaté "une obésité extrêmement marquée". Du point de vue psychiatrique, il n'a retenu aucune atteinte psychique hormis un trouble dépressif en rémission et nié une incapacité de travail sous l'angle psychiatrique. Il ressort de ces évaluations que les médecins du SMR ont tous deux fait état de la surcharge pondérale, sans toutefois retenir qu'elle influençait de manière négative la capacité de travail résiduelle de la recourante. Au vu de cette conclusion, on ne saurait reprocher aux deux spécialistes de n'avoir pas examiné plus avant la cause et les conséquences de l'obésité. Dès lors que l'excédent pondéral n'était pas de nature, selon eux, à limiter la capacité de travail de la recourante, il n'était pas non plus susceptible de modifier sa capacité de gain. Aussi, indépendamment de savoir si l'obésité était la conséquence ou la cause d'une atteinte à la santé, ce diagnostic ne pouvait être considéré - quoi qu'en dise la recourante en invoquant une violation du droit - comme ayant un caractère invalidant. Selon la jurisprudence (arrêt I 583/82 du 17 octobre 1983, in RCC 1984 p. 359), celui-ci ne peut être admis que si la capacité de gain de l'assuré est sensiblement réduite en raison de l'obésité (qui doit résulter ou entraîner une atteinte à la santé) et ne peut être améliorée par des mesures raisonnablement exigibles. Tel n'est pas le cas en l'occurrence, compte tenu de la capacité entière de travail dans une activité adaptée retenue par les médecins du SMR et de la modeste réduction de la capacité de gain qui en résulte en conséquence, fixée à 7% par l'intimé et confirmée par l'autorité judiciaire de première instance.
La recourante tente certes de remettre en cause les conclusions des docteurs V._ et O._. Elle se limite cependant à leur opposer sa propre appréciation, selon laquelle il paraîtrait pour le moins hautement invraisemblable qu'une obésité extrêmement marquée n'eût aucune répercussion sur la capacité d'une personne présentant un important déficit fonctionnel du genou. Parmi les rapports médicaux dont elle se prévaut, seul le docteur R._ retient une incapacité de travail de 60 à 70% en raison des séquelles du genou gauche et de l'obésité "responsable d'une fatigabilité et d'une aggravation des difficultés des déplacements" (rapport du 20 août 2006). Ces limitations peuvent en soi réduire les chances de la recourante d'obtenir un emploi, mais n'excluent pas à elles seules une capacité entière de travail dans une activité sédentaire, exercée en position assise. Elles ont par ailleurs déjà été prises en compte par le docteur V._, puisque certaines tâches (en position debout et requérant des déplacements) ont été exclues du champ des activités exigibles de la recourante. L'appréciation du médecin traitant qui n'apparaît pas suffisamment nuancée ni motivée ne permet dès lors pas de s'écarter des conclusions des médecins du SMR.
4.2 En tant que la recourante reproche ensuite aux premiers juges d'avoir abusé de leur pouvoir d'appréciation pour déterminer l'exigibilité de la reprise d'une activité lucrative, son argumentation tombe à faux. Elle n'établit en effet pas en quoi les constatations de l'autorité de recours de première instance sur ce point seraient manifestement inexactes ou contraires au droit. Les premiers juges se sont précisément fondés sur l'appréciation des docteurs O._ et V._ pour fixer ce qui était encore exigible de la part de la recourante sur le plan professionnel, conformément aux règles applicables en la matière. C'est en effet à l'aide d'une évaluation médicale sur les tâches qui sont exigibles de l'assuré, ainsi que sur la mesure dans laquelle celui-ci peut les effectuer, que le juge doit se prononcer sur l'exigibilité de la mise en valeur de la capacité de travail résiduelle au sens de l'art. 16 LPGA (ATF 132 V 393 consid. 3 p 398). La recourante ne peut par ailleurs rien tirer en sa faveur de l'arrêt I 540/03 du 10 novembre 2004, où l'appréciation de l'exigibilité d'une activité lucrative avait fait l'objet en procédure administrative d'avis foncièrement opposés de deux institutions de l'assurance-invalidité (COPAI et COMAI), ce qui n'est pas le cas en l'espèce.
4.3 Dans un troisième moyen, la recourante soutient que la juridiction cantonale n'était pas en droit d'écarter les rapports des docteurs R._ et B._ qu'elle avait produits en instance cantonale. S'ils avaient été établis à une date postérieure à la décision litigieuse, ils concernaient cependant des faits qui auraient déjà été mis en évidence par des avis médicaux antérieurs, figurant déjà au dossier.
De jurisprudence constante, le juge apprécie en règle générale la légalité des décisions entreprises d'après l'état de fait existant au moment où la décision litigieuse a été rendue (ATF 131 V 242 consid. 2.1 p. 243; 121 V 362 consid. 1b p. 366). Les faits survenus postérieurement, et qui ont modifié cette situation, doivent en principe faire l'objet d'une nouvelle décision administrative (ATF 121 V 362 consid. 1b p. 366). Même s'il a été rendu postérieurement à la date déterminante, un rapport médical doit cependant être pris en considération, dans la mesure où il a trait à la situation antérieure à cette date (cf. ATF 99 V 98 consid. 4 p. 102 et les arrêts cités). Conformément à ces principes, la juridiction cantonale a à juste titre écarté le rapport du docteur R._ du 27 février 2008. Le médecin traitant mentionne une aggravation de l'état de santé de sa patiente constatée lors d'une consultation peu avant cette date. Il s'agit donc d'une modification survenue à une période largement postérieure à la décision litigieuse du 11 décembre 2006 que la recourante a la faculté, comme l'ont relevé les premiers juges, de faire valoir à l'occasion d'une nouvelle demande. Quant au rapport du docteur B._ du 10 octobre 2007, il se réfère à l'évolution de la situation depuis l'accident, mais n'est d'aucun secours à la recourante. Pour l'essentiel, le médecin de l'Hôpital Y._ se prononce sur les possibilités de traitement et non sur une éventuelle incapacité de travail. Il s'étonne de la décision de l'intimé telle que narrée par la patiente, ce qui ne suffit pas à remettre en cause l'appréciation des docteurs O._ et V._, dont il n'a pas eu connaissance.
Dans ce contexte, on ajoutera que les critiques de la recourante sur l'absence de prise en considération d'une "dégradation probable" de son état de santé ne sont pas pertinentes, dès lors qu'une évaluation anticipée de l'invalidité n'est en principe pas admissible (ATF 119 V 468 consid. 2b p. 471) et qu'on ne voit pas, à défaut de motivation sur ce point, quelles circonstances exceptionnelles justifieraient de s'écarter de cette règle dans sa situation, comme elle le prétend.
4.4 Enfin, le grief que la recourante entend tirer de l'arbitraire dont aurait fait preuve la juridiction cantonale en estimant qu'il existait un certain nombre d'emplois à sa mesure est mal fondé. L'assurée se contente en effet d'affirmer que la manière de procéder de l'autorité judiciaire de première instance est arbitraire, sans démontrer en quoi tel serait effectivement le cas.
5. En conséquence de ce qui précède, il n'y pas lieu de s'écarter de l'appréciation qu'a faite la juridiction cantonale des pièces médicales au dossier, en retenant que la recourante disposait d'une pleine capacité de travail dans une activité adaptée (à partir du moment où elle s'est soumise à l'examen au SMR). Il s'agit là d'une modification notable des circonstances au sens de l'art. 17 LPGA par rapport à la situation qui prévalait à la naissance du droit à la rente, puisque le taux d'invalidité déterminé en fonction de cette capacité de travail (fixé à 7% de manière à lier le Tribunal fédéral) exclut le droit à une rente à partir de la date déterminante (cf. art. 88a al. 1 RAI). La conclusion principale de la recourante est dès mal fondée.
Il en va de même de sa conclusion subsidiaire, visant au renvoi de la cause à la juridiction cantonale pour instruction complémentaire, puisque les pièces au dossier apparaissent suffisantes pour se forger une conviction (voir aussi sur l'appréciation anticipée des preuves, ATF 122 II 464 consid. 4a p. 469, 122 III 219 consid. 3c p. 223). Le recours doit par conséquent être rejeté.
6. Compte tenu de l'issue du litige, les frais de justice doivent être supportés par la recourante qui succombe (art. 66 al. 1 première phrase LTF en relation avec l'art. 65 al. 4 LTF).
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 500 fr., sont mis à la charge de la recourante.
3. Le présent arrêt est communiqué aux parties, au Tribunal cantonal des assurances du canton du Valais et à l'Office fédéral des assurances sociales.
Lucerne, le 8 mai 2009
Au nom de la IIe Cour de droit social
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: La Greffière:
Meyer Moser-Szeless