Sachverhalt:
A. Die 1975 geborene H._ arbeitete seit 2003 als Isoleurin bei der Firma S._ AG. Wegen Rückenbeschwerden meldete sie sich am 8. Februar 2006 bei der Invalidenversicherung zum Leistungsbezug an. Seit dem 6. Juni 2005 hatte sie die Arbeit nicht wieder aufgenommen. Die IV-Stelle Zürich klärte die gesundheitlichen und erwerblichen Verhältnisse ab und liess die Versicherte durch das Zentrum X._ untersuchen. Gestützt auf die Expertise des Zentrums X._ vom 14. August 2008 lehnte sie mit Verfügung vom 28. November 2008 bei einem Invaliditätsgrad von 37 % den Rentenanspruch ab.
B. Das Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich wies die gegen die Verfügung erhobene Beschwerde mit Entscheid vom 29. Oktober 2010 ab.
C. H._ lässt Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten führen und beantragen, in Aufhebung des kantonalen Entscheides sei ihr ab 6. Juni 2005 eine volle (recte wohl ganze) Rente zuzusprechen, zuzüglich 5 % Zins ab 7. Juni 2007. Eventualiter sei die Sache zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen. Im weiteren lässt sie um die unentgeltliche Prozessführung ersuchen.
Die IV-Stelle schliesst auf Abweisung der Beschwerde. Das Bundesamt für Sozialversicherungen verzichtet auf eine Stellungnahme.

Erwägungen:
1. 1.1 Die Beschwerde kann wegen Rechtsverletzung gemäss Art. 95 und Art. 96 BGG erhoben werden. Das Bundesgericht wendet das Recht von Amtes wegen an (<ref-law>). Es ist somit weder an die in der Beschwerde geltend gemachten Argumente noch an die Erwägungen der Vorinstanz gebunden; es kann eine Beschwerde aus einem anderen als dem angerufenen Grund gutheissen und es kann sie mit einer von der Argumentation der Vorinstanz abweichenden Begründung abweisen (vgl. <ref-ruling> E. 1.4 S. 140). Das Bundesgericht prüft grundsätzlich nur die geltend gemachten Rügen; es ist nicht gehalten, wie eine erstinstanzliche Behörde alle sich stellenden rechtlichen Fragen zu prüfen, wenn diese vor Bundesgericht nicht mehr vorgetragen wurden. Es kann die Verletzung von Grundrechten und von kantonalem und interkantonalem Recht nur insofern prüfen, als eine solche Rüge in der Beschwerde vorgebracht und begründet worden ist (<ref-law>).
1.2 Nach <ref-law> legt das Bundesgericht seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (Abs. 1). Es kann diese Sachverhaltsfeststellung von Amtes wegen berichtigen oder ergänzen, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von <ref-law> beruht (Abs. 2). Soweit es um die Frage geht, ob der Sachverhalt willkürlich oder unter verfassungswidriger Verletzung einer kantonalen Verfahrensregel ermittelt worden ist, sind strenge Anforderungen an die Begründungspflicht der Beschwerde gerechtfertigt. Demzufolge genügt es nicht, einen von den tatsächlichen Feststellungen der Vorinstanz abweichenden Sachverhalt zu behaupten. Vielmehr ist in der Beschwerdeschrift nach den erwähnten gesetzlichen Erfordernissen darzulegen, inwiefern diese Feststellungen willkürlich bzw. unter Verletzung einer verfahrensrechtlichen Verfassungsvorschrift zustande gekommen sind. Andernfalls können Vorbringen mit Bezug auf einen Sachverhalt, der von den Feststellungen im angefochtenen Entscheid abweicht, nicht berücksichtigt werden. Vorbehalten bleiben offensichtliche Sachverhaltsmängel im Sinne von <ref-law>, die dem Richter geradezu in die Augen springen (<ref-ruling> E. 6.2 S. 288; <ref-ruling> E. 1.4.3 S. 255; zur Abgrenzung von Tat- und Rechtsfragen im Bereich der Invaliditätsbemessung vgl. <ref-ruling>).
1.3 Eine Verletzung von Bundesrecht nach <ref-law> stellen insbesondere die unvollständige Feststellung der rechtserheblichen Tatsachen sowie die Nichtbeachtung des Untersuchungsgrundsatzes nach <ref-law> durch das kantonale Versicherungsgericht dar (Urteil 9C_534/2007 vom 27. Mai 2008 E. 1 mit Hinweisen).
Eine Sachverhaltsfeststellung ist nicht schon dann offensichtlich unrichtig, wenn sich Zweifel anmelden, sondern erst, wenn sie eindeutig und augenfällig unzutreffend ist (<ref-ruling> E. 3.1 S. 44). Es liegt noch keine offensichtliche Unrichtigkeit vor, nur weil eine andere Lösung ebenfalls in Betracht fällt, selbst wenn diese als die plausiblere erschiene (vgl. <ref-ruling> E. 2.1 S. 9). Eine Sachverhaltsfeststellung ist etwa dann offensichtlich unrichtig, wenn das kantonale Gericht den Sinn und die Tragweite eines Beweismittels offensichtlich falsch eingeschätzt, ohne sachlichen Grund ein wichtiges und für den Ausgang des Verfahrens entscheidendes Beweismittel nicht beachtet oder aus den abgenommenen Beweisen unhaltbare Schlüsse gezogen hat (<ref-ruling> E. 2.1 S. 9; Urteil 9C_882/2007 vom 11. April 2008 E. 5.1 mit Hinweis).
2. Streitig und zu prüfen ist der Rentenanspruch, insbesondere die Arbeitsunfähigkeit (<ref-law>) und der Invaliditätsgrad.
2.1 Am 1. Januar 2008 sind die Änderungen des Bundesgesetzes über die Invalidenversicherung (IVG) und anderer Erlasse wie des Bundesgesetzes über den Allgemeinen Teil des Sozialversicherungsrechts (ATSG) vom 6. Oktober 2006 (5. IV-Revision, AS 2007 5129 ff.) in Kraft getreten. Bei der Prüfung eines allenfalls schon vorher entstandenen Anspruchs auf eine Rente der Invalidenversicherung sind die allgemeinen intertemporalrechtlichen Regeln heranzuziehen, wonach in zeitlicher Hinsicht diejenigen Rechtssätze massgebend sind, die bei Verwirklichung des zu Rechtsfolgen führenden Sachverhalts galten. Demzufolge ist der vorliegend zu beurteilende Rentenanspruch für die Zeit bis zum 31. Dezember 2007 auf Grund der bisherigen und ab diesem Zeitpunkt - bis zum Erlass der strittigen Verfügung vom 28. November 2008, welcher rechtsprechungsgemäss die zeitliche Grenze der richterlichen Überprüfungsbefugnis bildet (<ref-ruling> E. 3.1.1 S. 220 mit Hinweisen) - nach den neuen Normen zu prüfen (<ref-ruling> E. 1 S. 446 f. [mit Hinweis u.a. auf <ref-ruling>]). Dies fällt materiellrechtlich indessen nicht ins Gewicht, weil die 5. IV-Revision hinsichtlich der Invaliditätsbemessung keine substanziellen Änderungen gegenüber der bis 31. Dezember 2007 gültig gewesenen Rechtslage gebracht hat, sodass die zur altrechtlichen Regelung ergangene Rechtsprechung weiterhin massgebend ist. Neu normiert wurde demgegenüber der Zeitpunkt des Rentenbeginns, der, sofern die entsprechenden Anspruchsvoraussetzungen gegeben sind (<ref-law>), gemäss <ref-law> frühestens sechs Monate nach Geltendmachung des Leistungsanspruchs nach <ref-law> entsteht. Da ein allfälliger Rentenanspruch in casu - die Beschwerdeführerin, welche sich im Februar 2006 bei der Invalidenversicherung zum Leistungsbezug angemeldet hatte, macht keine revisionsweise zu berücksichtigende anspruchsrelevante Veränderung der erwerblichen oder gesundheitlichen Verhältnisse geltend - bereits vor dem 1. Januar 2008 entstanden wäre, wirkt sich diese Neuerung auf den hier zu prüfenden Fall jedoch nicht aus (vgl. Urteile 8C_829/2008 vom 23. Dezember 2008 E. 2.1 und 8C_373/2008 vom 28. August 2008 E. 2.1, je mit Hinweis).
2.2 Die Vorinstanz hat die gesetzlichen Bestimmungen und von der Rechtsprechung entwickelten Grundsätze über den Umfang des Rentenanspruchs (<ref-law> in der vom 1. Januar 2004 bis Ende 2007 gültig gewesenen Fassung), die Bemessung des Invaliditätsgrades bei erwerbstätigen Versicherten nach der allgemeinen Methode des Einkommensvergleichs (<ref-law> [in der vom 1. Januar 2004 bis 31. Dezember 2007 geltenden Fassungen] und <ref-law>; <ref-ruling> E. 3.4 S. 348, 128 V 29 E. 1 S. 30, 104 V 135 E. 2a und b S. 136) sowie zum Beweiswert und zur Beweiswürdigung ärztlicher Berichte und Gutachten (<ref-ruling> E. 4 S. 99 f. mit Hinweisen; <ref-ruling> E. 3a S. 352 ff.) zutreffend dargelegt. Darauf wird verwiesen.
3. Das kantonale Gericht hat als Ergebnis seiner Würdigung der medizinischen Unterlagen - insbesondere der Begutachtung des Zentrums X._ welcher es vollen Beweiswert zuerkannte - festgehalten, dass die Beschwerdeführerin für leidensangepasste Tätigkeiten eine zumutbare Arbeits- und Leistungsfähigkeit von 80 % aufweist. Davon ausgehend hat die Vorinstanz in einem Einkommensvergleich bei einem Valideneinkommen von Fr. 59'800.- und einem Invalideneinkommen von Fr. 36'200.- auf einen Invaliditätsgrad von 39,46 % geschlossen, welcher keinen Anspruch auf Invalidenrente begründet (<ref-law>).
4. 4.1 Dass das kantonale Gericht im Rahmen freier Beweiswürdigung (<ref-law>) der im Gutachten des Zentrums X._ vom 14. August 2008 in Berücksichtigung der relevanten Vorakten und der geklagten Beschwerden und aufgrund eines multidisziplinären, spezialärztlichen Konsensus für die Zeit ab Juni 2005 (bis Verfügungserlass am 28. November 2008) attestierten Arbeitsunfähigkeit von 20 % beweismässig ausschlaggebendes Gewicht beigemessen hat, ist - mit Blick auf die vorinstanzlich vollständige und inhaltlich korrekte Darlegung der medizinischen Aktenlage sowie deren sorgfältige und objektive Prüfung (vgl. <ref-ruling> E. 4.1 S. 400), aber auch angesichts der beweisrechtlich bedeutsamen Verschiedenheit von Behandlungs-/Therapieauftrag einerseits und Begutachtungsauftrag andererseits (vgl. <ref-ruling> E. 4 S. 175; s. auch Urteil I 701/05 vom 5. Januar 2007, E. 2 in fine, mit zahlreichen Hinweisen) - weder offensichtlich unrichtig noch willkürlich oder sonstwie bundesrechtswidrig. Das vorinstanzliche Beweisergebnis beruht insbesondere auf einer dem Anspruch auf rechtliches Gehör (<ref-law>) genügenden Auseinandersetzung mit den Einwänden des Versicherten.
4.2 Soweit die Beschwerdeführerin letztinstanzlich vorbringt, auf das Gutachten des Zentrums X._ vom 14. August 2008 könne nicht abgestellt werden, da es oberflächlich sei, nirgends in die Tiefe gehe sowie sämtliche objektivierten Symptome als somatoforme Schmerzstörung bagatellisiere und die Vorakten zwar aufliste, sie inhaltlich aber nicht abwäge und Widersprüche nicht kläre, ist ihr nicht zu folgen. Bereits das kantonale Gericht hat ausführlich dargelegt, weshalb die Einwände der Versicherten gegen das Gutachten nicht zutreffen. Wenn es zur Hauptsache darauf abgestellt hat, ohne aber die weiteren Berichte von behandelnden und untersuchenden Ärzten ausser Acht zu lassen, nahm es eine Beweiswürdigung vor, die grundsätzlich nur unter der Voraussetzung der offensichtlich unrichtigen oder sonstwie bundesrechtswidrigen Sachverhaltsfeststellung einer Überprüfung durch das Bundesgericht zugänglich ist (E. 1 hievor), was nicht zutrifft und auch nicht substanziiert behauptet wird. Die umfangreichen Vorbringen der Beschwerdeführerin, die sich mit der vorinstanzlichen Beweiswürdigung befassen, sind daher als unzulässige appellatorische Kritik am angefochtenen Entscheid nicht weiter zu beachten.
4.2 Soweit die Beschwerdeführerin letztinstanzlich vorbringt, auf das Gutachten des Zentrums X._ vom 14. August 2008 könne nicht abgestellt werden, da es oberflächlich sei, nirgends in die Tiefe gehe sowie sämtliche objektivierten Symptome als somatoforme Schmerzstörung bagatellisiere und die Vorakten zwar aufliste, sie inhaltlich aber nicht abwäge und Widersprüche nicht kläre, ist ihr nicht zu folgen. Bereits das kantonale Gericht hat ausführlich dargelegt, weshalb die Einwände der Versicherten gegen das Gutachten nicht zutreffen. Wenn es zur Hauptsache darauf abgestellt hat, ohne aber die weiteren Berichte von behandelnden und untersuchenden Ärzten ausser Acht zu lassen, nahm es eine Beweiswürdigung vor, die grundsätzlich nur unter der Voraussetzung der offensichtlich unrichtigen oder sonstwie bundesrechtswidrigen Sachverhaltsfeststellung einer Überprüfung durch das Bundesgericht zugänglich ist (E. 1 hievor), was nicht zutrifft und auch nicht substanziiert behauptet wird. Die umfangreichen Vorbringen der Beschwerdeführerin, die sich mit der vorinstanzlichen Beweiswürdigung befassen, sind daher als unzulässige appellatorische Kritik am angefochtenen Entscheid nicht weiter zu beachten.
4.3 4.3.1 Für den Einkommensvergleich ging die Vorinstanz von einem hypothetischen Einkommen ohne Invalidität (Valideneinkommen) für das für die Invaliditätsbemessung massgebende Jahr 2006 (ein Jahr nach Eintritt des invalidisierenden Gesundheitsschadens im Juni 2005) in der Höhe von Fr. 59'800.- aus. Das entspricht den Angaben der letzten Arbeitgeberin und ist nicht zu beanstanden. Das kantonale Gericht hat bereits hinlänglich erklärt, dass die unter dem Titel "Pauschalspesen" ausgerichteten Fr. 350.- pro Monat nicht zum Valideneinkommen zu zählen sind, auch wenn die Beschwerdeführerin geltend macht, dieser Betrag sei Lohnbestandteil gewesen, welcher nur so deklariert worden sei "um Sozialversicherungsbeiträge zu sparen". Zum einen wird diese Behauptung durch nichts belegt und darüber hinaus würde es auch nicht angehen, gegenüber der Sozialversicherung "Beiträge zu sparen" um sie dann im Versicherungsfall wieder geltend zu machen (<ref-law>).
4.3.2 Auch das Invalideneinkommen hat das kantonale Gericht rechtskonform anhand von sogenannten Tabellenlöhnen gemäss den Erhebungen des Bundesamtes für Statistik (Schweizerische Lohnstrukturerhebungen [LSE]) ermittelt. Der Einwand der Beschwerdeführerin, der Invalidenlohn gemäss LSE 2006 TA1 sei zu Unrecht von einer den Tabellen zu Grunde liegenden Wochenstundenzahl von 40 auf eine betriebsübliche Arbeitszeit von 41,7 Stunden hochgerechnet worden, trifft nicht zu. Das Vorgehen des kantonalen Gerichts entspricht den praxisgemässen Vorgaben (<ref-ruling> E. 4.3.2 S. 484) und ist nicht zu beanstanden.
4.3.3 Die Vorinstanz hat einen leidensbedingten Abzug vom Invalideneinkommen (Tabellenlohn) von 10 % vorgenommen. Die Höhe des im konkreten Fall grundsätzlich angezeigten Leidensabzuges ist eine Ermessensfrage, deren Beantwortung letztinstanzlicher Korrektur nurmehr dort zugänglich ist, wo das kantonale Gericht das Ermessen rechtsfehlerhaft ausgeübt hat, also Ermessensüberschreitung, -missbrauch oder -unterschreitung vorliegt (vgl. <ref-ruling> E. 3.3 S. 399). Da keine rechtsfehlerhafte Ermessensausübung erkennbar ist, ist eine Erhöhung des leidensbedingten Abzuges entgegen den Einwendungen der Beschwerdeführerin ausgeschlossen. Insbesondere entbehrt die beschwerdeführerische Darstellung, das kantonale Gericht habe eine reformatio in peius bewirkt, weil es bloss einen Abzug von 10 % zugelassen, die Verwaltung aber noch einen solchen von 25 % vorgenommen habe, einer Grundlage. Die IV-Stelle ging beim Abzug von einer Vollzeitstelle aus. Demgegenüber stellte die Vorinstanz bloss eine Arbeitsfähigkeit von 80 % fest. Im Ergebnis führe dies nicht zu einem tieferen, sondern zu einem höheren Invaliditätsgrad.
4.3.4 Der Invaliditätsgrad wurde zusammenfassend mit 39,46 % richtig ermittelt, weshalb kein Anspruch auf eine Invalidenrente besteht.
5. Die Gerichtskosten werden der unterliegenden Beschwerdeführerin auferlegt (<ref-law>). Dem Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege (im Sinne der vorläufigen Befreiung von den Gerichtskosten und der unentgeltlichen Verbeiständung) kann entsprochen werden, da die Bedürftigkeit ausgewiesen ist, die Beschwerde nicht als aussichtslos zu bezeichnen und die Vertretung durch einen Rechtsanwalt geboten war (Art. 64 Abs. 1 und 2 BGG). Es wird indessen ausdrücklich auf <ref-law> aufmerksam gemacht, wonach die begünstigte Partei der Gerichtskasse Ersatz zu leisten haben wird, wenn sie später dazu im Stande ist.

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen.
2. Der Beschwerdeführerin wird die unentgeltliche Rechtspflege gewährt.
3. Die Gerichtskosten von Fr. 500.- werden der Beschwerdeführerin auferlegt, indes vorläufig auf die Gerichtskasse genommen.
4. Rechtsanwalt Christoph Erdös, wird als unentgeltlicher Anwalt der Beschwerdeführerin bestellt, und es wird ihm für das bundesgerichtliche Verfahren aus der Gerichtskasse eine Entschädigung von Fr. 2800.- ausgerichtet.
5. Dieses Urteil wird den Parteien, dem Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich und dem Bundesamt für Sozialversicherungen schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 6. April 2011
Im Namen der I. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Die Gerichtsschreiberin:
Ursprung Schüpfer