Faits:
A. A.a Par décisions du 16 mars 2001, l'Office de l'assurance-invalidité du canton de Genève (ci-après: l'office AI) a mis G._, né en 1952, au bénéfice d'une demi-rente d'invalidité (fondée sur un taux d'invalidité de 50 %) à partir du 1er octobre 1991, puis d'une rente entière (fondée sur un taux d'invalidité de 70 %) dès le 1er février 1993.
Au cours d'une procédure de révision ouverte par l'office AI en juillet 2004, G._ a indiqué que son état de santé était toujours le même et qu'il travaillait à temps partiel (dix heures par semaine) comme concierge pour la société X._ (depuis le 1er novembre 1998). Les docteurs A._, B._ et C._, médecins au service de l'Hôpital Y._, ont examiné l'assuré dans le cadre d'une expertise rhumatologique et conclu à une capacité résiduelle de travail de 25 % dans une activité adaptée, telle celle de concierge (rapport du 12 juillet 2005, complété le 26 octobre suivant). L'intéressé a également été soumis à une expertise psychiatrique auprès du docteur D._, spécialiste FMH en psychiatrie, qui a diagnostiqué un syndrome douloureux somatoforme persistant sans répercussion sur la capacité de travail (rapport du 18 avril 2006). Par décision du 2 avril 2007, l'office AI a supprimé le droit de l'assuré à une rente.
A.b Saisi d'un recours de G._ contre cette décision, le Tribunal cantonal des assurances sociales de la République et canton de Genève (aujourd'hui: Cour de justice de la République et canton de Genève, Chambre des assurances sociales) l'a, par jugement du 20 novembre 2007, admis et renvoyé la cause à l'office AI pour qu'il mette en oeuvre une expertise multidisciplinaire au Centre d'observation médicale de l'assurance-invalidité (COMAI). Une expertise a été réalisée par le Centre Z._, où les docteurs E._, rhumatologue, et F._, psychiatre et psychothérapeute, ont posé des diagnostics d'ordre somatique sans répercussions sur la capacité de travail et exclu toute pathologie psychiatrique. Ils ont par ailleurs conclu à une capacité de travail entière dans l'activité de concierge, avec une diminution de rendement de 10 à 20 % (rapport du 3 juillet 2008). Fort de ces conclusions, l'office AI a rendu une décision le 17 octobre 2008, par laquelle il a derechef supprimé le droit de G._ à une rente dès le premier jour du deuxième mois suivant la notification de la décision.
B. L'assuré a déféré cette décision au Tribunal cantonal genevois des assurances sociales. Après avoir entendu la doctoresse H._, médecin traitant, le Tribunal a, par jugement du 25 mai 2010, admis le recours et annulé la décision du 8 avril 2008 (recte 17 octobre 2008).
C. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, l'office AI demande au Tribunal fédéral d'annuler le jugement cantonal et de confirmer sa décision du 17 octobre 2008. Il a également conclu à l'octroi de l'effet suspensif à son recours, ce qui lui a été accordé par ordonnance du 17 septembre 2010.
Sous suite de dépens, G._ 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 peut être formé pour violation du droit, tel qu'il est délimité par les art. 95 et 96 LTF. Le Tribunal fédéral applique le droit d'office (art. 106 al. 1 LTF), sans être limité par les arguments du recourant ou par la motivation de l'autorité précédente. Le Tribunal fédéral n'examine en principe que les griefs invoqués, compte tenu de l'exigence de motivation prévue à l'art. 42 al. 2 LTF, et ne peut aller au-delà des conclusions des parties (art. 107 al. 1 LTF). Il fonde son raisonnement sur les faits retenus par la juridiction de première instance (art. 105 al. 1 LTF) sauf s'ils ont été établis de façon manifestement inexacte ou en violation du droit au sens de l'art. 95 LTF (art. 105 al. 2 LTF). Le recourant qui entend s'écarter des faits constatés doit expliquer de manière circonstanciée en quoi les conditions de l'art. 105 al. 2 LTF sont réalisées sinon un état de fait divergent ne peut être pris en considération (cf. art. 97 al. 2 LTF).
2. Le litige porte sur la suppression, par la voie de la révision ou de la reconsidération (par substitution de motifs), du droit de l'intimé à une rente entière d'invalidité. Le jugement entrepris expose correctement les règles légales et la jurisprudence applicables en la matière, si bien qu'il suffit d'y renvoyer.
3. 3.1 Sous l'angle de la révision tout d'abord, la juridiction cantonale a constaté que le status de l'assuré s'était aggravé depuis la date de la décision initiale d'octroi de la rente en octobre 2000 (recte mars 2001), dès lors que les troubles de la colonne cervicale dont il souffrait devaient être qualifiés de sévères (et non plus de modestes), comme il ressortait des constatations des résultats d'une IRM effectuée en janvier 2006 (rapport du docteur L._ du 12 janvier 2006). Constatant par ailleurs que tant les experts du Centre Z._ que ceux de l'Hôpital Y._ avaient retenu les mêmes diagnostics, mais donné une appréciation différente du cas, l'autorité cantonale de recours a retenu qu'il n'y avait pas matière à révision, dès lors que les discordances entre les avis médicaux relevaient d'une évaluation différente de la même situation.
3.2 Invoquant une violation de l'art. 17 LPGA, le recourant reproche aux premiers juges d'avoir, en confrontant l'appréciation respective des médecins de l'Hôpital Y._ et du Centre Z._, omis d'examiner la situation au moment de la décision d'octroi de la rente et de la comparer avec celle prévalant au moment de la décision litigieuse. Se fondant sur les conclusions du Centre Z._, il soutient que l'assuré ne présentait plus d'atteinte psychique - laquelle avait, selon lui, justifié l'octroi de la rente - et disposait d'une capacité entière de travail. Dès lors qu'il y avait une amélioration de l'état de santé (psychique), et non pas une nouvelle appréciation d'une même situation de fait, les conditions d'une révision étaient réunies.
4. 4.1 D'après les faits constatés par la juridiction cantonale, l'intimé a été mis au bénéfice d'une rente entière d'invalidité à partir du 1er février 1993, parce qu'il présentait des dorso-lombalgies récidivantes avec cervicobrachialgies gauches chroniques, des céphalées et des vertiges, ainsi qu'un status après traumatisme cranio-cérébral et fracture pariéto-temporale gauche, suivie d'une paralysie faciale transitoire gauche, comme en avait attesté la doctoresse H._ dans un rapport du 10 mars 1993.
Dans la mesure où le recourant entend critiquer ces constatations de fait sous l'angle de l'art. 97 al. 2 LTF (consid. 1 supra) en affirmant que la diminution de rendement admise initialement découlait de troubles psychiques mis en évidence par le docteur I._ dans son rapport du 11 novembre 1994, son argumentation est mal fondée. D'une part, le docteur I._, qui a attesté d'une "invalidité globale" de 40 %, n'a posé aucun diagnostic psychique par lequel il aurait justifié une incapacité de travail: il a seulement indiqué un "état hypochondriaque marqué" auquel il a attribué un rôle amplificateur et mentionné que l'assuré était assez anxieux et dépressif, mais sans retenir un trouble psychique. D'autre part, invité par l'office AI à donner son appréciation de la situation, le docteur K._ n'a diagnostiqué aucune pathologie psychiatrique, mais fait état de la problématique au niveau de la mobilité de la colonne cervicale (sans évolution depuis 1994) et de l'apparition de troubles sensitifs du membre supérieur gauche, qui n'empêchaient pas l'assuré d'exercer au moins à mi-temps une activité de type conciergerie (avis du 16 mai 1997). Cette appréciation a été dans une large mesure confirmée par la doctoresse H._, qui a constaté des algies vertébrales, des céphalées, des lombalgies, des cervicalgies et une diminution de la force de la main gauche, et attesté d'une capacité de travail résiduelle de 50 % dans une profession légère (rapports des 22 et 23 juillet 1999).
4.2 En ce qui concerne l'évolution de l'état de santé de l'intimé depuis l'octroi de la rente entière, l'autorité cantonale de recours a d'abord constaté une aggravation, dès lors que les lésions "radiologiques", soit les lésions au niveau du rachis cervical, apparaissent comme sévères en 2006. Elle a ensuite considéré qu'il n'y avait pas matière à révision, puisque les médecins de l'Hôpital Y._ et ceux du Centre Z._ avaient retenu les même diagnostics et que les divergences entre les "avis des médecins jusqu'alors" résultaient d'une évaluation différente de la même situation.
De ces considérations, dont la formulation peut prêter à confusion en ce sens qu'elle semble opposer seulement l'évaluation de l'Hôpital Y._ et celle du Centre Z._, on peut déduire que la juridiction cantonale a nié, non seulement au regard des deux appréciations citées, mais également des pièces médicales antérieures, l'existence d'une modification de l'état de santé au sens d'une amélioration qui aurait justifié l'application de l'art. 17 LPGA. Une telle constatation selon laquelle un changement propre à entraîner une révision n'est pas établi n'apparaît ni manifestement inexacte, ni arbitraire. Dans le rapport du 15 mai 2008, invoqué par le recourant, les docteurs F._ et E._ ont fait pour l'essentiel des constatations identiques aux observations médicales précédentes: ils ont indiqué que l'assuré présentait une symptomatologie chronique qui n'avait pas varié ces dernières années et diagnostiqué notamment des troubles dégénératifs du rachis (cervical et lombaire), des troubles statiques du rachis et des séquelles de maladie de Scheuermann, ainsi qu'un syndrome du tunnel carpien bilatéral connu et stable depuis plusieurs années. Les experts n'ont cependant pas mis en évidence, ni du reste conclu à une modification de l'état de santé de l'assuré par rapport aux évaluations antérieures. Ils ont en revanche apprécié les répercussions de ces atteintes à la santé sur la capacité de travail de manière différente, puisqu'ils ont admis une capacité de travail adaptée comme concierge (soit sans travaux lourds, ni travail sur des échelles ou proche du vide), avec une diminution de rendement de l'ordre de 10 à 20 %. Comme l'ont retenu à juste titre les premiers juges, il s'agit là d'une évaluation différente d'une situation restée dans une large mesure inchangée, ce qui ne constitue pas un motif suffisant pour fonder une révision au sens de l'art. 17 LPGA.
5. 5.1 Sous l'angle, ensuite, de la reconsidération, l'autorité cantonale de recours a retenu que la décision par laquelle le droit à une rente entière d'invalidité avait été reconnu à l'assuré n'était pas manifestement erronée, puisqu'elle était fondée sur le rapport de la doctoresse H._ et l'évaluation du COPAI.
Reprochant à la juridiction cantonale d'avoir établi les faits de manière manifestement erronée et lacunaire, le recourant soutient que l'administration s'était à tort écartée des conclusions du docteur I._ en retenant une atteinte à la santé limitant la capacité de gain de l'assuré à 30 %. Selon lui, la rente entière d'invalidité ne pouvait pas non plus être justifiée par les conclusions de la doctoresse H._, puisqu'il avait à réitérées reprises attesté que son patient disposait d'une capacité de travail dans une activité adaptée. La décision reconnaissant une invalidité de 70 % était par conséquent manifestement erronée et pouvait être reconsidérée. Comme l'intimé disposait d'une capacité de travail entière dans une activité adaptée, il convenait de nier son droit à une rente.
5.2 Les critiques du recourant sont en partie justifiées. Comme on l'a vu (consid. 4.1 supra), il ressort du dossier qu'à l'époque de la décision initiale, les médecins invités à se prononcer avaient admis que l'assuré disposait d'une capacité de travail limitée de 50 %. Cette évaluation a été reprise par l'administration dans un projet de décision daté du 3 avril 1998, par lequel elle informait l'assuré qu'elle comptait retenir un degré d'invalidité de 55 %, le début du droit à la prestation correspondante étant fixé au 5 octobre 1991. Dans une note interne du 27 juin 2000, l'office AI a rappelé que le docteur K._ avait admis que l'assuré était capable de travailler à mi-temps comme concierge (activité qu'il considérait comme légère), de même que la doctoresse H._ (dans un rapport du 22 juillet 1999) avait préconisé une activité à mi-temps dans une profession légère; une comparaison des revenus sur cette base avait mis en évidence un taux d'invalidité de 57,20 %. Au regard de ces constatations, la reconnaissance du droit à une demi-rente d'invalidité à partir du mois d'octobre 1991 n'apparaît pas manifestement erronée.
En revanche, contrairement à ce qu'ont retenu les premiers juges, on ne saurait considérer que l'allocation d'une rente supérieure à une demi-rente fondée, selon les décisions du 16 mars 2001, sur un degré d'invalidité de 70 %, à partir du 1er février 1993 - ce qui supposait la survenance d'un motif de révision au sens de l'art. 41 aLAI (ou, depuis le 1er janvier 2003, 17 LPGA) - reposait sur le rapport du médecin traitant de l'assuré, voire un autre avis médical ou pièce probante au dossier. On constate en effet que le taux d'invalidité de 70 % dès le 1er février 1993 est mentionné dans une note manuscrite du 30 juin 2000, dont la teneur est la suivante:
"Après examen fouillé:
1) du 05.10.91 - 31.01.93 inv.: 50%
2) du 01.02.93 - inv. 70%
+ révision dans 2 ans".
En l'absence de toute appréciation médicale qui aurait confirmé une diminution de la capacité de travail résiduelle (de 50 %) de l'assuré ou un autre changement de circonstances déterminant depuis octobre 1991, la décision portant sur l'augmentation d'une demi-rente à une rente entière à partir du 1er février 1993 était manifestement erronée au sens de l'art. 53 al. 2 LPGA. Contrairement à ce qu'a retenu la juridiction cantonale à cet égard, les conclusions de l'expertise des médecins de l'Hôpital Y._ ne pouvaient pas "ven[ir] confirmer le bien-fondé" de cette décision, puisque l'appréciation médicale du 12 juillet 2005 a été rendue près de quatre ans après le prononcé du 16 mars 2001 et n'est donc pas déterminante pour en apprécier le caractère manifestement erroné.
5.3 Vu ce qui précède, la décision de suppression du droit à la rente entière d'invalidité ne peut être maintenue au motif substitué que l'octroi de la prestation était manifestement erroné qu'en ce qui concerne l'allocation d'une rente supérieure à une demie. En conséquence, le jugement entrepris doit être annulé et la décision litigieuse réformée dans ce sens.
Le recours se révèle donc partiellement bien fondé.
6. Compte tenu de l'issue du litige, les frais judiciaires sont mis à la charge du recourant, qui n'obtient que partiellement gain de cause, et de l'intimé (art. 66 al. 1 LTF). Celui-ci ne peut par ailleurs prétendre qu'une indemnité de dépens réduite pour l'instance fédérale à charge du recourant (art. 68 al.1 LTF).
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est partiellement admis. Le jugement du Tribunal cantonal des assurances sociales de la République et canton de Genève du 25 mai 2010 est annulé et la décision de l'Office de l'assurance-invalidité du canton de Genève du 17 octobre 2008 est réformée en ce sens que le droit à une rente supérieure à une demi-rente est supprimé dès le premier jour du 2ème mois qui suit la notification de la décision. Le recours est rejeté pour le surplus.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 500 fr., sont mis pour 250 fr. à la charge du recourant et pour 250 fr. à la charge de l'intimé.
3. Le recourant versera à l'intimé la somme de 1800 fr. à titre de dépens pour la dernière instance.
4. La cause est renvoyée à la Cour de justice de la République et canton de Genève, Cour des assurances sociales, pour nouvelle décision sur les frais et les dépens de la procédure antérieure.
5. Le présent arrêt est communiqué aux parties, à la Cour de justice de la République et canton de Genève, Chambre des assurances sociales, et à l'Office fédéral des assurances sociales.
Lucerne, le 11 avril 2011
Au nom de la IIe Cour de droit social
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: La Greffière:
Meyer Moser-Szeless