Fatti:
A. Il 31 agosto 2004 B._Limited ha adito la Pretura di Mendrisio-Sud con un'azione volta (i) al riconoscimento della comproprietà di note promissorie (pagherò) emesse da F._ di Caracas, nella misura del 25.11 % e per un valore di nominali US$ 270'000'000,(ii) alla condanna della Repubblica A._ al pagamento di US$ 270'000'000 oltre interessi, quale garante delle obbligazioni assunte da F._ nei confronti dei portatori delle note promissorie; nonché, in subordine, (iii) allo scioglimento della comproprietà sui citati titoli con suddivisione dei medesimi e risarcimento dei danni per US$ 270'000'000.
A.a Contestualmente alla petizione B._Limited ha chiesto di obbligare - in via cautelare - gli asseriti comproprietari, ovvero l'avv. E._, il Gruppo C._SpA e l'avv. dott. D._, a depositare in Pretura tutte le note promissorie in loro possesso oppure di ordinare - sempre in via cautelare - il blocco dei titoli e il divieto di disporne.
Con decreto supercautelare del 13 settembre 2004 il Pretore ha ordinato all'avv. E._ e all'avv. dott. D._ di "non spossessarsi e di non disporre in qualsiasi modo", sotto comminatoria penale, delle note promissorie (pagherò) in loro possesso, per un valore complessivo di nominali US$ 910'000'000.
A seguito della richiesta in tal senso formulata dal Gruppo C._SpA e dall'avv. E._, con decreto del 31 gennaio 2007 il giudice ha poi ridotto la portata del blocco ordinato il 13 settembre 2004, limitandolo al solo avv. E._ e a sette note promissorie per un valore complessivo di nominali US$ 275'000'000.
A.b Nel medesimo atto ha pure ingiunto a B._Limited il pagamento di una cauzione processuale di fr. 5'000'000 entro il termine di 30 giorni, in applicazione dell'art. 153 CPC/TI. Non avendo B._Limited proceduto al versamento del citato importo entro il termine assegnato, il 12 giugno 2007 l'avv. E._ ha postulato lo stralcio dell'intera causa dai ruoli.
In occasione della discussione svoltasi il 6 luglio 2007 il Pretore si è limitato a constatare solo l'estinzione del procedimento cautelare.
A.c Nel frattempo, terminato lo scambio degli allegati preliminari relativi al merito della causa, il 30 gennaio 2007 la Repubblica A._ ha introdotto una domanda processuale, facendo valere la propria immunità giurisdizionale come Stato sovrano.
La questione è stata discussa all'udienza tenutasi il 16 aprile 2007. In tale circostanza B._Limited, l'avv. E._ e il Gruppo C._SpA hanno ribadito la giurisdizione dei tribunali svizzeri e censurato la tardività con la quale la Repubblica A._ ha invocato il privilegio.
A.d Con decreto del 28 febbraio 2008 il Pretore ha statuito tanto sulla domanda processuale del 30 gennaio 2007 quanto sull'istanza del 12 giugno 2007, respingendole entrambe.
In particolare, la domanda processuale presentata dalla Repubblica A._ è stata respinta perché le garanzie da lei rilasciate e contenute nelle note promissorie non rappresentano un atto iure imperii bensì solo un atto iure gestionis dello Stato - assimilabile ad analoghe garanzie rilasciate da privati - e vi è una "sufficiente connessione" con il territorio svizzero.
Disattesa la richiesta tendente allo stralcio dell'intera causa, il giudice ha poi fissato a B._Limited un termine di 30 giorni per depositare una cauzione processuale di fr. 6'500'000, destinata a garantire le spese e ripetibili dell'avv. E._ e del Gruppo C._SpA nella causa di merito.
B. Entrambe le parti hanno impugnato questo decreto.
B.a Il 12 marzo 2008 B._Limited è insorta dinanzi alla I Camera civile del Tribunale d'appello del Canton Ticino onde ottenerne la modifica nel senso della reiezione dell'istanza di cauzione.
Sia l'avv. E._ che il Gruppo C._SpA e la Repubblica A._ hanno proposto di respingere l'appello. D._ è rimasto silente.
B.b Il 7 aprile 2008 la Repubblica A._ ha a sua volta adito la I Camera civile del Tribunale d'appello del Canton Ticino, chiedendo la modifica del decreto nel senso di accertare la sua immunità giurisdizionale.
Sia l'avv. E._ che il Gruppo C._SpA e B._Limited hanno proposto di respingere l'appello. D._ è nuovamente rimasto silente.
B.c Statuendo il 24 settembre 2009, la I Camera civile del Tribunale d'appello del Canton Ticino ha respinto l'appello della Repubblica A._ e parzialmente accolto quello di B._Limited, alla quale ha "fissato un termine di 30 giorni per depositare una cauzione processuale di fr. 150'000.-- costituita da una garanzia bancaria rilasciata da un istituto di credito svizzero o avente sede in Svizzera".
C. Il ricorso inoltrato al Tribunale federale il 29 ottobre 2009 dall'avv. E._ e dal Gruppo C._SpA - tendente alla conferma del decreto pretorile in punto all'ammontare della cauzione processuale - è stato dichiarato inammissibile con sentenza del 21 gennaio 2010 (4A_531/2009).
D. Anche la Repubblica A._ si è aggravata contro la sentenza emanata il 24 settembre 2009 dalla I Camera civile del Tribunale d'appello del Canton Ticino.
Con ricorso in materia civile del 2 novembre 2009 essa postula, in via principale, la modifica di questa pronunzia nel senso dell'accoglimento del suo appello e, di conseguenza, dell'accertamento della sua immunità giurisdizionale, ciò che comporta l'irricevibilità della petizione del 31 agosto 2004 nei suoi confronti; in via subordinata chiede invece il rinvio della causa all'autorità inferiore.
D.a In accoglimento della richiesta formulata da B._Limited, con decreto del 21 gennaio 2010 la ricorrente è stata invitata a prestare, in virtù dell'art. 62 cpv. 2 LTF, fr. 12'000.-- a titolo di garanzie per eventuali spese ripetibili.
D.b L'istanza di conferimento dell'effetto sospensivo presentata contestualmente al gravame è stata invece respinta.
D.c Nella risposta al ricorso del 10 marzo 2010 l'avv. E._, e il Gruppo C._SpA hanno proposto l'integrale reiezione dell'impugnativa.
Nell'allegato introdotto l'11 marzo 2010 B._Limited chiede di dichiarare il gravame irricevibile in ordine, difettando ai legali della ricorrente la legittimazione a rappresentarla validamente in causa. Nel merito propone in ogni caso di respingerlo.
La I Camera civile del Tribunale d'appello ha invece rinunciato a presentare osservazioni.
Diritto:
1. Il Tribunale federale si pronuncia d'ufficio e con pieno potere d'esame sulla propria competenza e sull'ammissibilità del rimedio esperito (art. 29 cpv. 1 LTF; DTF 135 III 483 consid. 1).
Come rettamente osservato nel ricorso, la decisione impugnata, con la quale l'autorità cantonale si è pronunciata sulla questione dell'immunità di giurisdizione, respingendola, viene trattata alla stregua di una decisione incidentale sulla competenza, direttamente impugnabile dinanzi al Tribunale federale in virtù dell'art. 92 LTF (BERNARD CORBOZ in Commentaire de la LTF, 2009, n. 12 ad art. 92 LTF; cfr. anche DTF 124 III 382 consid. 2a).
Per il resto, presentato tempestivamente (art. 100 cpv. 1 LTF) dalla parte soccombente nella sede cantonale (art. 76 cpv. 1 lett. a LFT) e rivolto contro una decisione emanata dall'autorità ticinese di ultima istanza (art. 75 cpv. 1 LTF) in una causa civile (art. 72 cpv. 1 LTF) il cui valore litigioso supera ampiamente la soglia di fr. 30'000.-- (art. 51 cpv. 1 lett. c e art. 74 cpv. 1 lett. b LTF), il ricorso in materia civile si avvera ammissibile.
2. La Corte cantonale ha negato alla ricorrente la facoltà di prevalersi dell'immunità giurisdizionale per due ragioni.
2.1 Premesso che l'immunità giurisdizionale di uno Stato estero va fatta valere con la risposta, alla stessa stregua di un'eccezione processuale (art. 78 cpv. 2 e 98 CPC/TI), i giudici del Tribunale d'appello hanno dichiarato perento l'argomento sollevato dalla ricorrente per la prima volta il 30 gennaio 2007. Essa si è infatti prevalsa del suo privilegio tardivamente, nel corso dell'istruttoria intesa ad accertare la legittimazione dei suoi rappresentanti, mentre in precedenza - né in sede di risposta né in sede di duplica - aveva mai sollevato la questione dell'immunità giurisdizionale.
2.2 Sia come sia, hanno proseguito i giudici cantonali, la garanzia incorporata nelle note promissorie si configura come un atto iure gestionis, che presenta una sufficiente connessione con la Svizzera dato che i titoli - riscuotibili in tutto il mondo - prevedono l'applicabilità del diritto svizzero, si trovano ora materialmente a Chiasso e il Pretore ticinese è stato adito non come foro di necessità bensì come foro del luogo dove si trovano i beni rivendicati (art. 98 cpv. 1 LDIP), rispettivamente come foro del luogo in cui l'atto illecito è stato commesso o ha prodotto i suoi effetti (art. 129 cpv. 2 LDIP).
3. Ambedue le motivazioni vengono contestate dinanzi al Tribunale federale.
3.1 Per la ricorrente la prima motivazione è il risultato di un'applicazione arbitraria del diritto processuale ticinese, segnatamente degli art. 97 e 98 CPC/TI, l'immunità giurisdizionale essendo un presupposto processuale da esaminarsi d'ufficio a ogni stadio della causa e non un'eccezione processuale sottoposta alla massima allegatoria.
3.2 Con riferimento alla seconda, la ricorrente rimprovera invece ai giudici cantonali di aver misconosciuto la nozione di "connessione sufficiente con il territorio svizzero". Questo li ha condotti ad ammettere erroneamente l'esistenza di una simile connessione nel caso concreto e, così facendo, ad avallare l'abuso di diritto commesso dalla controparte, la quale ha cumulato la causa di rivendicazione della proprietà promossa contro l'avv. E._, il Gruppo C._SpA e l'avv. dott. D._, con la causa creditoria nei confronti della ricorrente, che in realtà non presenta una sufficiente connessione con la Svizzera.
4. 4.1 Entrambe le censure sono proponibili nel quadro del ricorso in materia civile (cfr. art. 95 lett. a LTF).
Le regole sull'immunità giurisdizionale riconosciuta agli Stati esteri rientrano infatti fra le norme del diritto federale (sentenza 4A_214/2008 del 9 luglio 2008 consid. 1.1 non pubblicato in DTF 134 III 570; 130 III 136 consid. 1.1 pag. 139) e l'applicazione del diritto processuale cantonale può essere criticata sotto il (ristretto) profilo dell'arbitrio (DTF 133 III 462 consid. 2.3 pag. 466).
4.2 A questo proposito va rammentato che l'arbitrio - vietato dall'art. 9 Cost. - non si realizza già qualora la soluzione proposta con il ricorso possa apparire sostenibile o addirittura migliore rispetto a quella contestata; il Tribunale federale annulla la pronunzia criticata solo se il giudice del merito ha emanato un giudizio che appare - e ciò non solo nella sua motivazione bensì anche nell'esito - manifestamente insostenibile, in aperto contrasto con la situazione reale, gravemente lesivo di una norma o di un principio giuridico chiaro e indiscusso oppure in contraddizione urtante con il sentimento della giustizia e dell'equità (DTF 135 V 2 consid. 1.3 pag. 4 con rinvii).
4.3 Prima di chinarsi sugli argomenti ricorsuali è ancora opportuno ricordare che, in linea di principio, il Tribunale federale fonda il suo ragionamento giuridico sull'accertamento dei fatti svolto dall'autorità inferiore (art. 105 cpv. 1 LTF); può scostarsene o completarlo solo se è stato svolto in violazione del diritto ai sensi dell'art. 95 LTF o in modo manifestamente inesatto ovvero arbitrario (art. 105 cpv. 2 LTF).
L'accertamento dei fatti contenuto nella sentenza impugnata può essere censurato alle stesse condizioni; occorre inoltre che l'eliminazione dell'asserito vizio possa influire in maniera determinante sull'esito della causa (art. 97 cpv. 1 LTF). Tocca alla parte che propone una fattispecie diversa da quella contenuta nella sentenza criticata il compito di esporre in maniera circostanziata il motivo che la induce a ritenere adempiute queste condizioni (art. 97 cpv. 1 LTF; DTF 133 IV 286 consid. 6.2).
Infine, possono essere addotti nuovi fatti e nuovi mezzi di prova soltanto se ne dà motivo la decisione dell'autorità inferiore (art. 99 cpv. 1 LTF; cfr. DTF 133 III 393 consid. 3).
5. La lite verte sull'immunità giurisdizionale della ricorrente, da lei invocata per negare la giurisdizione dei tribunali svizzeri nei suoi confronti.
5.1 L'ordine internazionale si fonda sull'idea che tutti gli Stati sono sovrani e giuridicamente uguali. Ne segue che uno Stato non può, di principio, essere sottoposto alla giurisdizione dei tribunali di un altro Stato e questo principio si concretizza nel concetto di immunità giurisdizionale (DTF 130 III 136 consid. 2.1 pag. 140 segg.; Jolanta Kren Kostkiewicz, "Binnenbeziehung" und Staatenimmunität: ein Phänomen der schweizerischen Rechtsprechung, in Versicherungsbranche im Wandel, 2009, pag. 287-305, in particolare pag. 287 seg.).
5.2 Chiamato a statuire su di una causa che vede coinvolto uno Stato estero, il giudice deve pertanto esaminare prioritariamente la questione dell'immunità di giurisdizione, prima di procedere con il merito della causa (DTF 124 III 382 consid. 3b pag. 387).
A condizione, però, che tale questione sia stata sollevata (DTF 130 III 136 consid. 2.1 pag. 140). Non va infatti dimenticato che secondo il diritto internazionale pubblico uno Stato può anche decidere di rinunciare a prevalersi del privilegio dell'immunità giurisdizionale (Kren Kostkiewicz, op. cit., pag. 291; cfr. anche, per analogia, seppur riferito all'immunità di esecuzione, DTF 134 III 122 consid. 5.3). Tale rinuncia può essere comunicata sia esplicitamente (in forma scritta o in forma orale) sia per atti concludenti; essa può intervenire anche nel quadro di un procedimento giudiziario (Kren Kostkiewicz, op. cit., pag. 292).
Di riflesso, lo Stato che, convenuto in causa, intende prevalersi del privilegio dell'immunità giurisdizionale deve farlo immediatamente, prima di procedere ad ulteriori atti.
5.3 In concreto, la Corte cantonale ha stabilito che la ricorrente si è costituita in giudizio mediante l'introduzione di una risposta (10 giugno 2005) e di una duplica (22 febbraio 2006), senza nulla eccepire quo alla sua immunità giurisdizionale. Sollevata per la prima volta con la domanda processuale del 30 gennaio 2007 l'eccezione dell'immunità è stata pertanto ritenuta perenta.
5.3.1 Ciò che le parti hanno ammesso o dato per acquisito nel processo cantonale attiene ai fatti (fatti procedurali; Prozessstoff), fatti che di principio vincolano il Tribunale federale, a meno di essere stati accertati in maniera arbitraria (cfr. consid. 4.3).
5.3.2 Nel proprio allegato la ricorrente si oppone all'accertamento relativo alla mancata contestazione della giurisdizione negli allegati di causa, richiamando il seguente passaggio dell'allegato di duplica:
"eventuali domande di pagamento riferite ad esse [le note promissorie] non possono essere introdotte contro alcun eventuale garante, tantomeno nei confronti della Repubblica A._ e ciò in nessun luogo".
Ora, è vero che questa frase della ricorrente potrebbe anche essere intesa come un accenno (implicito) all'immunità della ricorrente, ma è altrettanto sostenibile considerarla come una semplice - seppur recisa - contestazione della pretesa avversaria. In altre parole, questo estratto non è suscettibile di far apparire arbitrario (cfr. consid. 4.2) l'accertamento dei giudici ticinesi.
5.3.3 In queste circostanze, il mancato richiamo alla propria immunità negli allegati introduttivi di causa può essere considerato come una rinuncia per atti concludenti della ricorrente a prevalersene. La decisione della Corte cantonale circa la tardività di questo argomento, proposto per la prima volta con la domanda processuale del 30 gennaio 2007, può dunque venir confermata.
Inoltre, alla luce di quanto appena esposto l'applicazione del diritto processuale da parte dei giudici ticinesi appare tutt'altro che arbitraria. È la giurisdizione il presupposto processuale che va esaminato d'ufficio in ogni stadio della causa (art. 97 n. 4 CPC/TI) e non l'immunità giurisdizionale di uno Stato estero; questa va esaminata solo se sollevata dallo Stato interessato prima di procedere ad ulteriori atti. La decisione dei giudici ticinesi di trattare l'immunità alla stessa stregua di un'eccezione processuale è pertanto sostenibile.
5.4 Ne discende che, proposta per la prima volta oltre due anni dopo l'avvio della causa, dopo l'introduzione dei memoriali di risposta e duplica nel merito, e - stando a quanto emerge dalla lettura del giudizio impugnato - dopo che la ricorrente ha preso parte alla procedura cautelare tendente al blocco delle note promissorie così come a quella concernente l'obbligo di versamento di una cauzione processuale a carico di B._Limited, l'eccezione d'immunità è perenta.
5.5 Abbondanzialmente si può ancora osservare che questa conclusione è in armonia con le disposizioni della Convenzione delle Nazioni Unite del 2 dicembre 2004 sulle immunità giurisdizionali degli Stati e dei loro beni, che non è ancora in vigore, ma la Svizzera l'ha ratificata il 16 aprile 2010 ed essa si propone di codificare le regole del diritto internazionale consuetudinario (DTF 134 III 122 consid. 5.1 pag. 128; cfr. anche Jérôme Candrian, La Convention des Nations Unies sur les immunités Juridictionnelles des états et de leurs biens, in SJ 2006 n. 2, pag. 95-139, in particolare pag. 107).
All'art. 8, intitolato "Effetti della partecipazione a un procedimento davanti a un tribunale", si legge infatti:
1. Uno Stato non può invocare l'immunità giurisdizionale in un procedimento davanti a un tribunale di un altro Stato se:
a) [...];
b) è intervenuto nel merito del procedimento o vi ha partecipato in qualche modo [eccezion fatta per il caso in cui sia intervenuto con il solo scopo d'invocare l'immunità, cfr. n. 2a]. [...]
6. Dato che la prima motivazione del giudizio impugnato può essere confermata, non è necessario confrontarsi con la seconda. Infatti, se una delle motivazioni regge, la contestazione dell'altra si riduce a una mera critica contro i motivi, i quali, da soli, non ledono mai la parte ricorrente (DTF 132 III 555 consid. 3.2).
7. In conclusione, il ricorso dev'essere respinto.
Le spese giudiziarie e le ripetibili seguono la soccombenza (art. 66 cpv. 1 e 68 cpv. 1 LTF) e sono pertanto poste a carico della ricorrente, la quale ha fra l'altro già depositato presso la Cassa del Tribunale federale una cauzione processuale di fr. 12'000.-- a titolo di garanzie per le ripetibili in favore di B._Limited (cfr. decreto del 21 gennaio 2010). Essa dovrà rifondere analogo importo all'avv. E._ e al Gruppo C._SpA, per la risposta da loro presentata in comune. Nulla spetta invece a D._, che anche in questa procedura è rimasto silente.
Per questi motivi, il Tribunale federale pronuncia:
1. Il ricorso è respinto.
2. Le spese giudiziarie di fr. 10'000.-- sono poste a carico della ricorrente, la quale rifonderà fr. 12'000.-- a B._Limited e fr. 12'000.-- al Gruppo C._SpA e E._, per ripetibili della sede federale.
3. L'indennità per ripetibili spettante a B._Limited viene prelevata dall'importo depositato a tal scopo dalla ricorrente presso la Cassa del Tribunale federale.
4. Comunicazione ai patrocinatori delle parti, a D._ e alla I Camera civile del Tribunale di appello del Cantone Ticino.