Sachverhalt:
A. A.a X._ ist Eigentümer der in der Bauernhofzone gelegenen Parzelle Uetendorf Gbbl. Nr. 314. Auf dem Grundstück befindet sich unter anderem ein unter Schutz gestelltes Bauernhaus mit einer Nebenbaute (Gebäude Unterbälliz 5 und 5a). Im Jahr 2003 erkundigte sich X._ bei der Einwohnergemeinde Uetendorf nach Um- und Ausbaumöglichkeiten dieser Gebäude. Mit Schreiben vom 25. Februar 2005 bestätigte ihm die kommunale Hochbau- und Planungskommission die Erläuterungen zur Baubewilligungspflicht von baulichen Änderungen und Nutzungsänderungen ohne bauliche Massnahmen, welche die Baupolizeibehörde anlässlich einer Begehung vor Ort am 2. Februar 2005 abgegeben hatte.
Am 23. März 2006 stellte die Bauverwaltung der Einwohnergemeinde Uetendorf fest, dass am Gebäude Unterbälliz 5 ohne entsprechendes Baugesuch baubewilligungspflichtige Arbeiten vorgenommen worden waren (vorbereitete Nutzungs- und Fassadenänderungen). Sie verfügte deshalb gleichentags die sofortige Baueinstellung. Mit Verfügung vom 21. Juli 2006 wies die Einwohnergemeinde Uetendorf X._ an, den rechtmässigen Zustand im Ökonomie- und im östlichen Anbauteil vom 25. Februar 2005 (unter Berücksichtigung der statischen Erfordernisse) bis zum 30. November 2006 wiederherzustellen.
A.b Am 14. August 2006 reichte X._ ein Baugesuch ein für den vollständigen Ausbau im östlichen Teil des Gebäudes Unterbälliz 5 (Ökonomieteil und Anbau) mit Teilabbruch des Satteldachs und Neubau eines Flachdachs, den Anbau eines Autounterstands sowie den Neubau zweier freistehender Gartenhäuser. Mit Verfügung vom 28. November 2006 legte die Hochbau- und Planungskommission Uetendorf das Baubewilligungsverfahren als Leitverfahren fest und holte verschiedene Amts- und Fachberichte ein.
Die Denkmalpflege des Kantons Bern (KDP) stellte mit Amtsbericht vom 5. März 2007 den Antrag, die Baubewilligung sei zu verweigern, da das Vorhaben weder die denkmalschutz- noch die raumplanungsrechtlichen Anforderungen erfülle.
Das Amt für Gemeinden und Raumordnung des Kantons Bern (AGR) verweigerte am 6. Juli 2007 die Ausnahmebewilligung für das Bauen ausserhalb der Bauzone im Sinn von Art. 24 ff. des Bundesgesetzes vom 22. Juni 1979 über die Raumplanung (Raumplanungsgesetz, RPG; SR 700).
Mit Gesamtbauentscheid vom 7. September 2007 verweigerte die Einwohnergemeinde Uetendorf dem Bauvorhaben daher in allen Teilen die Bewilligung. Zudem wies sie X._ an, den rechtmässigen Zustand im Ökonomie- und östlichen Anbauteil vom 25. Februar 2005 (unter Berücksichtigung der statischen Erfordernisse) bis Ende Dezember 2007 wiederherzustellen, wobei sie einzelne Massnahmen ausdrücklich aufführte.
A.c Gegen den Gesamtbauentscheid führte X._ Beschwerde bei der Bau-, Verkehrs- und Energiedirektion des Kantons Bern (BVE). Mit Entscheid vom 14. März 2008 wies die Direktion das Rechtsmittel ab, soweit sie darauf eintrat, und bestätigte den Gesamtbauentscheid der Einwohnergemeinde Uetendorf. Die Frist zur Wiederherstellung des rechtmässigen Zustands legte sie neu auf drei Monate seit Rechtskraft ihres Entscheids fest.
In der Folge erhob X._ Verwaltungsgerichtsbeschwerde mit folgenden Rechtsbegehren:
"Hauptbegehren:
1. Es sei der Gesamtbauentscheid vom 7. September 2007 aufzuheben.
2. Es sei festzustellen, dass die Parzelle Uetendorf Gbbl. Nr. 314 von Bundesrechts wegen der Wohn- und Gewerbezone WG2 gemäss Art. 56 des Baureglementes der Einwohnergemeinde Uetendorf zugehörig ist.
3. Es sei die Sache zur Prüfung des Baugesuches unter Berücksichtigung der Zonenzugehörigkeit der Parzelle Uetendorf Gbbl. Nr. 314 zur Wohn- und Gewerbezone WG2 gemäss Art. 56 des Baureglementes der Einwohnergemeinde Uetendorf an die Bauverwaltung Uetendorf zurückzuweisen.
Eventuell:
1. Es sei festzustellen, dass die Parzelle Uetendorf Gbbl. Nr. 314 von Bundesrechts wegen der Wohn- und Gewerbezone WG2 gemäss Art. 56 des Baureglementes der Einwohnergemeinde Uetendorf zugehörig ist.
2. Es sei Ziffer D4 des Gesamtbauentscheides vom 7. September 2007 bezüglich Wiederherstellung aufzuheben.
3. Es sei die Sache zur Prüfung des Umfanges der Wiederherstellung unter Berücksichtigung der Zonenzugehörigkeit der Parzelle Uetendorf Gbbl. Nr. 314 zu der Wohn- und Gewerbezone WG2 an die Bauverwaltung Uetendorf zurückzuweisen.
Subeventuell:
1. Es sei die Einwohnergemeinde Uetendorf anzuweisen, in einem Umzonungsverfahren die Parzelle Uetendorf Gbbl. 314 der Wohn- und Gewerbezone WG2 zuzuweisen.
2. Es sei das vorliegende Verfahren bis nach der Umzonung zu sistieren.
3. Es sei das vorliegende Beschwerdeverfahren nach der Umzonung weiterzuführen."
Mit Urteil vom 10. Juli 2008 wies das Verwaltungsgericht des Kantons Bern, Verwaltungsrechtliche Abteilung, die Beschwerde ab, soweit es darauf eintrat.
B. Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten beantragt X._ beim Bundesgericht, der Entscheid des Verwaltungsgerichts sei aufzuheben, es sei festzustellen, dass die Parzelle Uetendorf Gbbl. Nr. 314 von Bundesrechts wegen der Wohn- und Gewerbezone WG 2 gemäss Art. 56 des Baureglements der Einwohnergemeinde Uetendorf zugehörig sei, und es sei die Sache zur Prüfung des Baugesuchs unter Berücksichtigung der Zonenzugehörigkeit der Parzelle Uetendorf Gbbl. Nr. 314 zur Wohn- und Gewerbezone WG2 gemäss Art. 56 des Baureglements der Einwohnergemeinde Uetendorf an die Bauverwaltung Uetendorf zurückzuweisen. Eventualiter sei der Entscheid des Verwaltungsgerichts insoweit aufzuheben, als er Ziffer D4 des Gesamtbauentscheids vom 7. September 2007 bezüglich der Wiederherstellung betrifft, und es sei der Umfang der Wiederherstellung unter Berücksichtigung der Zonenzugehörigkeit der Parzelle Uetendorf Gbbl. 314 durch das Bundesgericht neu festzusetzen.
C. Das Verwaltungsgericht sowie die Einwohnergemeinde Uetendorf schliessen auf Beschwerdeabweisung. Die Bau-, Verkehrs- und Energiedirektion des Kantons Bern und das Bundesamt für Raumentwicklung als beschwerdeberechtigte Bundesverwaltungsbehörde haben auf Vernehmlassung verzichtet. Der Beschwerdeführer hat unter Aufrechterhaltung seiner Anträge nochmals Stellung genommen.
Erwägungen:
1. 1.1 Nach Art. 42 Abs. 2 BGG ist in der Begründung der Rechtsschrift in gedrängter Form darzulegen, inwiefern der angefochtene Akt Recht verletzt. Eine qualifizierte Rügepflicht gilt hinsichtlich der Verletzung von Grundrechten und von kantonalem Recht. Das Bundesgericht prüft eine solche Rüge nur insofern, als sie in der Beschwerde präzise vorgebracht und begründet worden ist (Art. 106 Abs. 2 BGG; BGE 133 II 249 E. 1.4.2 S. 254).
Beruht der angefochtene Entscheid auf mehreren selbständigen Begründungen, die je für sich den Ausgang des Rechtsstreits besiegeln, so verlangt die bundesgerichtliche Rechtsprechung zu Art. 42 Abs. 2 BGG, dass der Beschwerdeführer darlegt, inwiefern jede von ihnen Recht verletzt. Andernfalls kann auf die Beschwerde nicht eingetreten werden (BGE 133 IV 119 E. 6 S. 120 f.).
1.2 Das Verwaltungsgericht trat auf das Begehren um Feststellung, dass die streitbetroffene Parzelle der Wohn- und Gewerbezone zugehörig sei, nicht ein. Vor Bundesgericht wiederholt der Beschwerdeführer den Feststellungsantrag, setzt sich aber mit der Begründung des Nichteintretensentscheids des Verwaltungsgerichts nicht auseinander. Auf das Feststellungsbegehren ist demnach auch vor Bundesgericht nicht einzutreten.
1.3 Das Verwaltungsgericht stützt die Verweigerung der Baubewilligung auf zwei selbständige Begründungen. Es erwog, das Baugesuch könne nicht bewilligt werden, weil es zum einen der geltenden Nutzungsordnung (Landwirtschaftszone) widerspreche, der Beschwerdeführer eine akzessorische Überprüfung der Nutzungsordnung nicht hinreichend klar anbegehre und im Übrigen die vorinstanzlichen Erwägungen in diesem Punkt überzeugend seien. Zum andern verstosse das Bauvorhaben gegen die Vorschriften des Denkmalschutzes. Dazu führte das Verwaltungsgericht aus, die Vorinstanz habe sich auf den Amtsbericht der Kantonalen Denkmalpflege vom 5. März 2007 gestützt, wonach die bauliche Grundstruktur des Gebäudes ungenügend berücksichtigt, das Gesamterscheinungsbild der Baute nicht gewahrt und das Schutzobjekt massiv beeinträchtigt werde. Der Beschwerdeführer vermöge diese Einwände der Fachbehörde nicht zu entkräften. Er mache bloss geltend, er müsse das Gebäude nach den für Bauzonen geltenden Vorschriften ausnützen können, um das Baudenkmal finanziell tragbar unterhalten zu können. Es sei nicht erkennbar, weshalb das strittige Bauvorhaben unter dem Gesichtswinkel der Denkmalpflege bewilligungsfähig sein solle.
Vor Bundesgericht trägt der Beschwerdeführer lediglich vor, er biete Hand, die denkmalschützerischen Anforderungen zu erfüllen. Er sei bereit, Auflagen zu akzeptieren resp. das Bauprojekt zu ändern. Diese Ausführungen genügen den Anforderungen an die Beschwerdebegründung nicht. Daraus geht nicht hervor, inwiefern das Verwaltungsgericht Recht verletzt haben soll, indem es die Voraussetzungen des kantonalen Denkmalschutzes als nicht erfüllt beurteilt. Da der Beschwerdeführer die Urteilsbegründung im Punkt des Denkmalschutzes nicht rechtsgenüglich anzufechten vermag und die diesbezüglichen Vorbringen in der Duplik verspätet sind (vgl. Art. 100 Abs. 1 BGG), ist auf die Beschwerde im Hauptbegehren nicht einzutreten.
2. Der Beschwerdeführer beantragt im Eventualantrag, der Entscheid des Verwaltungsgerichts sei insoweit aufzuheben, als er Ziffer D4 des Gesamtbauentscheids vom 7. September 2007 bezüglich der Wiederherstellung betrifft, und es sei der Umfang der Wiederherstellung unter Berücksichtigung der Zonenzugehörigkeit der Parzelle Uetendorf Gbbl. 314 durch das Bundesgericht neu festzusetzen.
In der Begründung macht der Beschwerdeführer geltend, Ziffer D4 des Gesamtbauentscheids verlange die Beseitigung sämtlicher sanitärer Anlagen. Das Verwaltungsgericht gehe aber davon aus, dass nur diejenigen Anlagen zu beseitigen seien, die nach dem 25. Februar 2005 angebracht worden seien. Dies hätte das Verwaltungsgericht nach Ansicht des Beschwerdeführers in seinem Urteilsdispositiv festhalten müssen.
Wie sich aus Ziffer D4 des Gesamtbauentscheids ergibt, wird der Beschwerdeführer angewiesen, "den rechtmässigen Zustand im Oekonomie- und östlichen Anbauteil vom 25. Februar 2005 ... wiederherzustellen". Aus dieser Formulierung der Dispositiv-Ziffer des Gesamtbauentscheids ergibt sich unzweideutig, dass der am 25. Februar 2005 vorherrschende Zustand als rechtmässig betrachtet und deshalb nur diejenigen Anlagen beseitigt werden müssen, die nach dem genannten Datum angebracht worden sind.
Demzufolge sah sich das Verwaltungsgericht zu Recht nicht veranlasst, den Umfang der Beseitigungspflicht neu festzusetzen (vgl. E. 3.5 hiervor). Inwiefern das Verwaltungsgericht das Rechtsverweigerungsverbot (Art. 29 Abs. 1 BV) verletzt haben soll, ist nicht ersichtlich. Die Beschwerde ist im Punkt des Eventualbegehrens offensichtlich unbegründet und dementsprechend abzuweisen.
3. Nach dem Gesagten ist auf die Beschwerde im Hauptbegehren nicht einzutreten, und im Eventualbegehren ist sie abzuweisen. Ausgangsgemäss hat der Beschwerdeführer die Gerichtskosten zu tragen (Art. 66 Abs. 1 BGG). Die Zusprechung einer Parteientschädigung fällt ausser Betracht (Art. 68 Abs. 1 und 3 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 2'000.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3. Dieses Urteil wird dem Beschwerdeführer, der Einwohnergemeinde Uetendorf, der Bau-, Verkehrs- und Energiedirektion sowie dem Verwaltungsgericht des Kantons Bern, Verwaltungsrechtliche Abteilung und dem Bundesamt für Raumentwicklung schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 4. Juni 2009
Im Namen der I. öffentlich-rechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Die Gerichtsschreiberin:
Féraud Schoder