Sachverhalt:
A. Der türkische Staatsangehörige X._ (geb. 1981) reiste am 4. März 2000 in die Schweiz ein und stellte ein Asylgesuch. Nach erfolglosem Asylverfahren wurde er aufgefordert, die Schweiz bis zum 15. Januar 2002 zu verlassen. Seit dem 19. Februar 2002 galt er als verschwunden.
Am 1. Oktober 2004 heiratete X._ in Zürich eine schweizerisch-finnische Doppelbürgerin. Von November 2004 bis Juli 2005 hielt sich die Ehegattin in Finnland auf. Auf ihre Rückkehr hin wurde X._ eine Aufenthaltsbewilligung (letztmals verlängert bis zum 30. September 2007) zum Verbleib bei der Ehegattin erteilt. Anscheinend lebte X._ bereits nach der Rückkehr der Ehegattin nicht mehr mit ihr zusammen. Jedenfalls spätestens ab Frühling 2007 hielt sich die Ehegattin im Ausland auf. Ende September 2007 teilte X._ der Sicherheitsdirektion (Migrationsamt) des Kantons Zürich allerdings mit, die Ehegattin weile zurzeit nur in den Ferien und komme demnächst zurück; von Trennung könne keine Rede sein.
B. Mit Verfügung vom 12. Februar 2008 lehnte die Sicherheitsdirektion des Kantons Zürich das Gesuch von X._ vom 28. August 2007 um Verlängerung der Aufenthaltsbewilligung wegen rechtsmissbräuchlicher Berufung auf die Ehe ab. X._ rekurrierte dagegen an den Regierungsrat des Kantons Zürich. Anfangs Oktober 2008 erklärte er auf der Staatskanzlei, er lebe seit einem Jahr getrennt von seiner Frau, habe seit sechs Monaten überhaupt keinen Kontakt mit ihr und wisse auch nicht, wo er sie erreichen könnte. Er erkundigte sich ferner nach seinen Verbleibschancen in der Schweiz, falls er eine türkische Bekannte mit Aufenthaltsbewilligung heiraten würde.
Der Regierungsrat wies den Rekurs gegen die Verweigerung der Bewilligungsverlängerung mit Beschluss vom 12. November 2008 ab. X._ beschwerte sich dagegen erfolglos beim Verwaltungsgericht des Kantons Zürich.
C. Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten vom 9. März 2009 beantragt X._, den Entscheid des Verwaltungsgerichts des Kantons Zürich vom 28. Januar 2009 aufzuheben und der Beschwerde aufschiebende Wirkung zuzuerkennen. Zudem ersucht er um Gewährung der unentgeltlichen Rechtspflege und Verbeiständung.
Das Bundesgericht hat die Akten der kantonalen Behörden beigezogen, jedoch darauf verzichtet, Vernehmlassungen einzuholen.
D. Mit Verfügung vom 11. März 2009 hat der Präsident der II. öffentlich-rechtlichen Abteilung des Bundesgerichts der Beschwerde aufschiebende Wirkung zuerkannt.
Erwägungen:
1. 1.1 Nach Art. 83 lit. c Ziff. 2 BGG ist die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten auf dem Gebiet des Ausländerrechts ausgeschlossen gegen die Erteilung oder Verweigerung von Bewilligungen, auf die weder das Bundesrecht noch das Völkerrecht einen Anspruch einräumt.
1.2 Gemäss Art. 126 Abs. 1 des Bundesgesetzes vom 16. Dezember 2005 über die Ausländerinnen und Ausländer (AuG; SR 142.20), welches am 1. Januar 2008 in Kraft getreten ist, bleibt für Gesuche, die vor diesem Zeitpunkt gestellt worden sind, das bisherige Recht anwendbar. Damit ist im vorliegenden Fall noch das Bundesgesetz vom 26. März 1931 über Aufenthalt und Niederlassung der Ausländer (ANAG; BS 1 121) massgeblich.
1.3 Der Beschwerdeführer lebt zwar von seiner schweizerischen Ehefrau, die auch die finnische Staatsangehörigkeit besitzt, getrennt, die Ehe besteht aber formell weiterhin. Damit hat der Beschwerdeführer grundsätzlich einen Rechtsanspruch auf eine Aufenthaltsbewilligung gemäss Art. 7 ANAG, weshalb das Rechtsmittel der öffentlich-rechtlichen Beschwerde zulässig ist. Die Frage, ob die Bewilligung verweigert werden durfte, weil einer der in Art. 7 ANAG vorgesehenen Ausnahmetatbestände oder ein Verstoss gegen das Rechtsmissbrauchsverbot gegeben ist, betrifft nicht das Eintreten, sondern bildet Gegenstand der materiellen Beurteilung (BGE 128 II 145 E. 1.1.2 bis 1.1.5 S. 148 ff. mit Hinweisen).
1.4 Das Bundesgericht legt seinem Urteil den von der Vorinstanz festgestellten Sachverhalt zugrunde (Art. 105 Abs. 1 BGG). Die Sachverhaltsfeststellung kann nur gerügt bzw. vom Bundesgericht von Amtes wegen berichtigt oder ergänzt werden, wenn sie offensichtlich unrichtig erfolgt ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von Art. 95 BGG beruht (Art. 97 Abs. 1 BGG bzw. Art. 105 Abs. 2 BGG). Eine entsprechende Rüge, welche rechtsgenüglich substantiiert vorzubringen ist (Art. 42 Abs. 2 BGG), setzt zudem voraus, dass die Behebung des Mangels sich für den Ausgang des Verfahrens als entscheidend erweisen kann (Art. 97 Abs. 1 BGG). Neue Tatsachen und Beweismittel dürfen nur soweit vorgebracht werden, als erst der Entscheid der Vorinstanz dazu Anlass gibt (Art. 99 Abs. 1 BGG).
2. 2.1 Gemäss Art. 7 Abs. 1 ANAG (in der Fassung vom 23. März 1990) hat der ausländische Ehegatte eines Schweizer Bürgers - wie erwähnt - grundsätzlich Anspruch auf Erteilung und Verlängerung der Aufenthaltsbewilligung (Satz 1). Kein Anspruch besteht, wenn die Ehe eingegangen worden ist, um die Vorschriften über Aufenthalt und Niederlassung von Ausländern zu umgehen (Art. 7 Abs. 2 ANAG). Hierunter fällt die sogenannte Scheinehe oder Ausländerrechtsehe, bei der die Ehegatten von vornherein keine echte eheliche Gemeinschaft beabsichtigen. Doch auch wenn eine Ehe nicht bloss zum Schein eingegangen worden ist, heisst das nicht zwingend, dass dem ausländischen Ehepartner der Aufenthalt ungeachtet der weiteren Entwicklung gestattet werden muss. Zu prüfen ist, ob sich die Berufung auf die Ehe nicht als rechtsmissbräuchlich erweist, weil die Ehe definitiv gescheitert ist (BGE 128 II 145 E. 2.1 S. 151 mit Hinweisen).
2.2 Nach gefestigter bundesgerichtlicher Rechtsprechung liegt Rechtsmissbrauch vor, wenn der Ausländer sich im fremdenpolizeilichen Verfahren auf eine Ehe beruft, welche nur (noch) formell besteht oder aufrecht erhalten wird, mit dem alleinigen Ziel, ihm eine Anwesenheitsberechtigung zu ermöglichen; dieses Ziel wird von Art. 7 ANAG nicht geschützt (BGE 131 II 265 E. 4.2 S. 267; 130 II 113 E. 4.2 S. 117, je mit Hinweisen).
Dass die Ehe nur noch formell und ohne Aussicht auf Wiederaufnahme einer ehelichen Gemeinschaft besteht, entzieht sich in der Regel dem direkten Beweis und ist bloss durch Indizien zu erstellen (BGE 130 II 113 E. 10.2 und 10.3 S. 135 f. mit Hinweis). Feststellungen über das bestehen solcher Indizien können äussere Gegebenheiten, aber auch innere, psychische Vorgänge betreffen (Wille der Ehegatten); es handelt sich so oder anders um tatsächliche Feststellungen, welche für das Bundesgericht grundsätzlich verbindlich sind (oben E. 1.4). Frei zu prüfen ist die Rechtsfrage, ob die festgestellten Tatsachen (Indizien) darauf schliessen lassen, die Berufung auf die Ehe bezwecke die Umgehung fremdenpolizeilicher Vorschriften und sei rechtsmissbräuchlich (BGE 128 II 145 E. 2.3 S. 152 mit Hinweisen).
2.3 Gemäss den Feststellungen der Vorinstanz ist die Ehe definitiv gescheitert. Hinweise darauf, dass die Feststellungen des Verwaltungsgerichts des Kantons Zürich zum Sachverhalt offensichtlich unrichtig wären, sind nicht ersichtlich und gehen namentlich auch nicht aus den Vorbringen des Beschwerdeführers hervor. Die Ehegatten heirateten am 1. Oktober 2004. Von November 2004 bis Juli 2005 hielt sich die Ehefrau in Finnland auf. Ob sie nach ihrer Rückkehr in die Schweiz mit dem Beschwerdeführer zusammengelebt hat, ist fraglich, kann jedoch offen bleiben. Am 8. Oktober 2008 gab der Beschwerdeführer bei einer Besprechung auf der Staatskanzlei an, er lebe seit einem Jahr getrennt, habe seit sechs Monaten keinen Kontakt mehr mit seiner Ehefrau und wisse nicht, wie er sie erreichen könnte. Die Eheleute leben somit seit spätestens September 2007 getrennt, wobei die Ehefrau die Schweiz verlassen hat und sich in Finnland aufhält. Irgendwelche Anzeichen für eine erneute Annäherung der Ehegatten sind nicht ersichtlich und werden auch vom Beschwerdeführer, der die Zukunft selber als "noch offen" bezeichnet, nicht geltend gemacht. Unter diesen Umständen musste auch für den Beschwerdeführer erkennbar sein, dass mit der Wiederaufnahme des gemeinsamen Haushaltes nicht mehr ernsthaft gerechnet werden konnte. Bezeichnenderweise wurde die Beschwerde gegen die Nichtverlängerung der Aufenthaltsbewilligung allein vom Beschwerdeführer erhoben und nicht auch im Namen der Ehefrau, wie dies bei einer intakten Beziehung an sich zu erwarten wäre. Der Beschwerdeführer bringt zwar vor, er kenne nun wieder die finnische Wohnadresse seiner Ehegattin und habe telefonischen Kontakt zu ihr. Abgesehen davon, dass diese tatsächlichen Vorbringen neu und daher unbeachtlich sind (E. 1.4), wären sie ohnehin nicht geeignet, an der Würdigung der vorliegenden Sachlage etwas zu ändern.
2.4 Das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich geht im angefochtenen Entscheid von der dargelegten Rechtsprechung zur missbräuchlichen Berufung auf die Ehe aus. Bei gesamthafter Betrachtung aller Indizien musste sich der Schluss aufdrängen, dass keine Aussichten auf Wiederaufnahme einer echten ehelichen Gemeinschaft im Sinne von Art. 7 ANAG bestehen und die Ehe definitiv gescheitert ist. Auf die Gründe, die zum Scheitern der Ehe führten, kommt es in diesem Zusammenhang nicht an. Wenn sich der Beschwerdeführer unter den dargelegten Umständen dennoch auf die Ehe beruft, um eine Verlängerung der Aufenthaltsbewilligung zu erwirken, handelt er rechtsmissbräuchlich. Art. 7 ANAG bezweckt primär, das Familienleben in der Schweiz zu ermöglichen und abzusichern, und nicht, einem Ausländer, dessen schweizerische Ehefrau im Ausland wohnt, zu einem Anwesenheitsrecht in der Schweiz zu verhelfen (vgl. BGE 127 II 49 E. 5 S. 56 ff.). Ein solcher Anspruch kann auch nicht aus den einschlägigen Bestimmungen des Abkommens vom 21. Juni 1999 zwischen der Schweizerischen Eidgenossenschaft einerseits und der Europäischen Gemeinschaft und ihren Mitgliedstaaten andererseits über die Freizügigkeit (Freizügigkeitsabkommen, FZA; SR 0.142.112.681) abgeleitet werden. Weitere Ausführungen erübrigen sich. Es genügt, ergänzend auf die Erwägungen im angefochtenen Entscheid zu verweisen.
3. Soweit das Verlängerungsgesuch gestützt auf Art. 4 ANAG, der eine Bewilligung ins freie Ermessen der Behörden stellt, abgewiesen wurde, ist die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten unzulässig. Die subsidiäre Verfassungsbeschwerde ist mangels Legitimation in der Sache ausgeschlossen. Eine Verletzung von Parteirechten wird im Übrigen nicht gerügt.
4. 4.1 Aufgrund des Gesagten ist die Beschwerde im vereinfachten Verfahren nach Art. 109 BGG abzuweisen, soweit darauf eingetreten werden kann.
4.2 Der Beschwerdeführer ersucht für das bundesgerichtliche Verfahren um Gewährung der unentgeltlichen Rechtspflege und Verbeiständung. Dem Gesuch kann wegen Aussichtslosigkeit der Rechtsbegehren nicht entsprochen werden (Art. 64 Abs. 1 BGG). Damit wird der Beschwerdeführer kostenpflichtig (Art. 66 Abs. 1 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung wird abgewiesen.
3. Die Gerichtskosten von Fr. 1'500.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
4. Dieses Urteil wird dem Beschwerdeführer, der Sicherheitsdirektion, dem Regierungsrat und dem Verwaltungsgericht des Kantons Zürich, 4. Kammer, sowie dem Bundesamt für Migration schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 26. Mai 2009
Im Namen der II. öffentlich-rechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Die Gerichtsschreiberin:
Müller Dubs