Faits:
A. A.a Le 6 juillet 1994, L._, né en 1966, a déposé une demande de prestations de l'assurance-invalidité tendant à l'octroi d'un reclassement dans une nouvelle profession. Selon son médecin traitant (le docteur K._ [spécialiste FMH en médecine générale]), il présente un status post lombosciatalgies droites, une probable hernie discale médiane L5-S1, un canal lombaire étroit « borderline » et un état dépressif réactionnel entraînant depuis le 30 mars 1994 une incapacité totale de travail dans son métier de magasinier-chauffeur-livreur; compte tenu de ces troubles et de leur incidence négative sur le plan psychologique, le médecin précité a préconisé la mise en oeuvre d'une mesure de réinsertion professionnelle dans une activité lucrative dépourvue de travaux lourds (rapport du 13 août 1994).
L._ a dès lors suivi un stage d'observation auprès du Centre d'intégration professionnelle (CIP). Selon le rapport daté du 30 avril 1996 en résultant, il est à même d'exercer à 100% des activités lucratives n'impliquant pas de port de charges, ni travaux lourds; compte tenu de son manque de détermination et de motivation, la mise en oeuvre d'une formation pratique en petite mécanique a été recommandée. L._ a alors entrepris un stage en mécanique auprès du Centre de formation A._ à l'issue duquel il a été considéré comme apte à exercer un emploi exempt d'efforts physiques importants (rapports des 23 janvier et 25 août 1997). Le stage précité ayant été interrompu prématurément pour raisons de santé, l'office AI a complété l'instruction de la cause sur le plan médical. Selon deux nouveaux rapports établis les 23 septembre 1997 et 11 décembre 1997 par le docteur K._, L._ souffre d'un syndrome lombo-vertébral et d'une périarthropathie de la hanche gauche lui permettant depuis le 1er novembre 1997 de travailler à 50% voire 75% comme chauffeur de taxis.
Se fondant sur ce dernier avis, l'office AI a mis L._ au bénéfice d'une demi-rente à partir du 1er octobre 1997 compte tenu d'une incapacité de travail de 50% dans une activité lucrative adaptée (décision du 6 novembre 1998). Par jugement du 24 septembre 1999, le Tribunal des assurances du canton de Vaud a annulé la décision et renvoyé le dossier à l'office AI pour expertise pluridisciplinaire auprès du Centre d'observation médicale de l'AI (COMAI).
A.b Selon le rapport établi le 20 septembre 2001 par les docteurs D._, P._ et S._ à l'issue de l'examen pratiqué le 13 décembre 2000, L._ souffre de trouble somatoforme douloureux persistant sous forme de lombo-pseudo-sciatalgies gauches et de douleurs au niveau de la cheville gauche, d'état dépressif moyen avec syndrome somatique entraînant une incapacité de travail de 70% au moins dans son ancien métier et de 50% au plus dans une activité lucrative sans port de charges, ni travaux lourds. De leur côté, les médecins-conseils du Service médical régional de l'AI (SMR) ont constaté que sur le plan ostéo-articulaire, l'état de santé de l'assuré ne s'était pas modifié mais que l'état dépressif s'était amendé. Ils ont diagnostiqué des lombalgies communes, un status après fracture verticale de l'aile iliaque gauche, une très discrète coxarthrose gauche secondaire, un épisode dépressif moyen avec syndrome somatique en rémission complète et indiqué que l'ensemble de ces troubles empêchait l'exercice du métier de chauffeur-livreur mais permettait celui à plein temps d'une activité lucrative adaptée sur le plan somatique (rapport du 23 octobre 2002 des docteurs P._ [spécialiste FMH en médecine interne et rhumatologie] et X._ ["psychiatre FMH"]).
Par décision du 3 décembre 2004, l'office AI a mis L._ au bénéfice d'un quart de rente augmenté à une demi-rente pour cas pénible à partir du 1er octobre 1997 jusqu'au 31 octobre 2002. Dans le cadre de la procédure d'opposition, l'assuré a produit un rapport d'expertise établi le 6 avril 2005 par le docteur W._ (spécialiste FMH en chirurgie orthopédique). Ce dernier a posé les diagnostics d'arthrose unco-vertébrale C4-C5 et C5-C6, de contractures et myalgies cervico-scapulaires gauches, de lombalgies chroniques, de discopathie L2-L3, de conflit coxo-fémoral bilatéral douloureux à gauche, de status post fracture de l'aile iliaque gauche et d'instabilité post-traumatique de la cheville antéro-externe gauche et il a considéré comme adaptés à ces troubles les emplois n'impliquant pas la position accroupie, debout et assise - en particulier en inclinaison de la tête et du tronc - , ni les rotations répétées de la tête et du tronc, ni l'ascension de pentes, d'escaliers ou d'échelles, ni les travaux en inclinaison antérieure du corps, ni la marche en terrain inégal. Le 15 février 2006, l'office AI a rejeté l'opposition, considérant l'assuré comme à même d'exercer à 100% une activité lucrative adaptée aux limitations fonctionnelles subies.
B. Par jugement du 22 mars 2007, le Tribunal des assurances du canton de Vaud a rejeté le recours formé par L._.
C. Ce dernier interjette un recours en matière de droit public contre ce jugement dont il requiert l'annulation en concluant, sous suite de frais et dépens, à l'octroi d'une rente entière, subsidiairement au renvoi de la cause à l'office AI pour expertise complémentaire auprès d'un médecin indépendant et à ce que les frais d'expertise extrajudiciaire du docteur W._ par 3'630 fr. 85 soient imputés à l'office AI.
Ce dernier conclut au rejet du recours, tandis que l'Office fédéral des assurances sociales a renoncé à se déterminer.
Considérant en droit:
1. 1.1 Le recourant conteste la capacité de travail considérée par les premiers juges comme raisonnablement exigible de sa part à 100% depuis le mois d'octobre 2002. En particulier, il leur reproche de s'être fondés sur le rapport du SMR et sur celui du COMAI auxquels il dénie toute valeur probante compte tenu de leur motivation lapidaire et d'avoir évalué son incapacité de travail sans considérer les affections physiologiques, ni les limitations corrélatives constatées par le docteur W._. S'appuyant sur le rapport d'expertise établi par ce dernier, il se prévaut d'une incapacité totale et définitive de travail dès lors qu'il ne peut adopter aucune position antalgique et qu'il subit un absentéisme important pour raisons de santé.
1.2 Se fondant sur le rapport du 23 octobre 2002 du SMR, les premiers juges ont retenu que l'état dépressif diagnostiqué en décembre 2000 par les experts du COMAI s'était complètement amendé. Sur le plan somatique, ils ont indiqué que les constatations médicales du SMR et du COMAI étaient identiques à celles du docteur W._, les seules divergences portant sur les limitations fonctionnelles en résultant. Au regard d'une amélioration de l'état de santé psychique du recourant, ils ont considéré qu'il avait recouvré dès le 1er octobre 2002 une capacité entière de travail dans une activité lucrative adaptée à son état état de santé somatique et que l'office AI avait supprimé à juste titre son droit à la rente à compter de la fin du mois en question.
1.3 Les premiers juges se sont ainsi bornés à constater une amélioration de l'état de santé psychique du recourant lui ayant, selon eux, permis de recouvrer dès le 1er octobre 2002 une capacité entière de travail dans une activité lucrative adaptée à son état de santé somatique. Ce faisant, ils n'ont établi aucune atteinte à la santé psychique, ni incapacité corrélative de travail qui aurait fondé l'octroi d'une rente dès le 1er octobre 1997 et dont l'amélioration justifierait la suppression du droit à la prestation dès la fin octobre 2002. Sur le plan somatique, ils ont retranscrit de larges extraits des rapports du SMR, du COMAI et du docteur W._, se contentant de souligner leurs similitudes et leurs divergences. Pour autant, ils n'ont procédé à aucune appréciation matérielle de l'état de santé de l'intéressé. En particulier, ils n'ont discuté aucun des déficits orthopédiques constatés par le docteur W._, ni limitations fonctionnelles en résultant, ni leur incidence sur la capacité résiduelle de travail du recourant. De même, ils n'ont exposé aucun des motifs les ayant conduit à préférer les rapports du COMAI et du SMR à celui du docteur W._ et à reconnaître à l'intéressé une capacité entière de travail dans une activité lucrative adaptée sur le plan somatique. Cela étant, ils n'ont pas procédé à la constatation des faits permettant de statuer en connaissance de cause sur le présent litige. Il en résulte un état de faits incomplet constitutif d'une violation du droit matériel dès lors inapplicable au cas d'espèce (cf. Message du Conseil fédéral concernant la révision totale de l'organisation judiciaire fédérale du 28 février 2001, FF 2001, p. 4136 et 4141; Alain Wurzburger, Présentation générale et système des recours, in Nouvelle loi sur le Tribunal fédéral, Lausanne 2007, p. 20 sv.; voir aussi l'art. 61 let. c LPGA). Le jugement attaqué est ainsi non conforme au droit fédéral et doit être annulé. La cause est renvoyée à la juridiction cantonale pour nouveau jugement, cas échéant après instruction complémentaire dès lors que le rapport d'expertise du SMR a été contresigné par la doctoresse X._ avec la mention "Psychiatre FMH" (arrêt I 65/07 du 31 août 2007).
2. Vu l'issue du litige, la question des frais d'expertise du docteur W._ ne saurait être tranchée dans l'actuelle procédure.
3. En tant que le recourant obtient gain de cause, les frais et les dépens de la présente instance sont mis à la charge de l'intimé (art. 66 al. 1 et 68 al. 1 LTF).
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est admis et le jugement du 22 mars 2007 du Tribunal des assurances du canton de Vaud est annulé, le dossier étant renvoyé à ce dernier pour nouveau jugement au sens des considérants.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 500 fr., sont mis à la charge de l'intimé.
3. L'intimé versera au recourant la somme de 2'500 fr. (y compris la taxe à la valeur ajoutée) à titre de dépens pour l'instance fédérale.
4. Le présent arrêt est communiqué aux parties, au Tribunal des assurances du canton de Vaud, à la Caisse cantonale vaudoise de compensation AVS et à l'Office fédéral des assurances sociales.
Lucerne, le 27 mai 2008
Au nom de la IIe Cour de droit social
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: p. la Greffière:
Meyer Moser-Szeless