Fatti:
A. In data 7 settembre 2005 B._, nata nel 1965, di formazione grafica, dopo aver lavorato da ultimo quale cameriera fino al 31 luglio 2003, ha presentato una richiesta di prestazioni AI per adulti lamentando una sindrome miofasciale cronica neuropatica con ernia discale cervicale, una sindrome depressiva reattiva e un herpes simplex.
Mediante decisione dell'11 dicembre 2006, l'Ufficio AI del Cantone Ticino (UAI) - dopo aver fatto esperire una perizia pluridisciplinare (reumatologica, neurologica e pischiatrica) a cura del Servizio Accertamento Medico dell'Assicurazione Invalidità (SAM) che ha ritenuto l'interessata pienamente abile al lavoro sia nella professione di cameriera e grafica sia in altre attività - ha respinto la domanda di prestazioni. Pur riconoscendole un periodo di incapacità lavorativa da agosto a ottobre 2003 e da settembre 2005 a marzo 2006, l'amministrazione ha considerato non soddisfatto il presupposto di inabilità lavorativa duratura per almeno un anno consecutivo.
B. Patrocinata dall'avv. S._, l'assicurata si è aggravata al Tribunale delle assicurazioni del Cantone Ticino, al quale ha chiesto, in via principale, l'annullamento della decisione amministrativa e la concessione di provvedimenti di integrazione professionale; in subordine ha postulato l'assegnazione di una rendita intera AI. In via ancor più subordinata, ha infine domandato l'annullamento della decisione 11 dicembre 2006 e il rinvio degli atti all'amministrazione per complemento istruttorio e approfondimento degli aspetti psichiatrici, reumatologici e neurologici.
Esperiti i propri accertamenti, la Corte cantonale, statuendo per giudice unico, ha respinto il ricorso e posto l'interessata al beneficio dell'assistenza giudiziaria (giudizio 24 gennaio 2008).
C. Assistita dall'avv. Carlo Paris, B._ ha presentato al Tribunale federale un ricorso in materia di diritto pubblico. Ribadendo le richieste di primo grado, chiede l'annullamento del giudizio cantonale e la concessione dell'assistenza giudiziaria e del gratuito patrocinio.
Chiamati a pronunciarsi sul gravame, l'Ufficio AI ne propone la reiezione, mentre l'Ufficio federale delle assicurazioni sociali non si è determinato.

Diritto:
1. Il ricorso in materia di diritto pubblico può essere presentato per violazione del diritto, così come stabilito dagli art. 95 e 96 LTF. Per contro, il Tribunale federale fonda la sua sentenza sui fatti accertati dall'autorità inferiore (<ref-law>) e vi si può scostare solo qualora questo accertamento sia avvenuto in modo manifestamente inesatto o in violazione del diritto ai sensi dell'<ref-law> (<ref-law>). Salvo i casi in cui tale inesattezza sia lampante (cfr. <ref-ruling> consid. 6.2 pag. 288 in fine), la parte ricorrente che intende contestare i fatti accertati dall'autorità inferiore deve spiegare, in maniera circostanziata, per quale motivo ritiene che le condizioni di una delle eccezioni previste dall'<ref-law> sarebbero realizzate; in caso contrario non si può tener conto di uno stato di fatto diverso da quello posto a fondamento della decisione impugnata (cfr. <ref-ruling> consid. 1.4.3 pag. 254 con riferimento).
2. Nei considerandi dell'impugnata pronuncia, il Tribunale cantonale ha correttamente esposto le norme e i principi disciplinanti la materia, ricordando in particolare le condizioni alle quali è subordinato il riconoscimento di una rendita d'invalidità (art. 4 cpv. 1 e 28 cpv. 1 LAI [nella versione applicabile in concreto, in vigore fino al 31 dicembre 2007] in relazione con gli art. 7 e 8 LPGA) come pure i principi sviluppati dalla giurisprudenza per l'esame del carattere eventualmente invalidante di affezioni alla salute psichica, segnatamente in caso di disturbo da dolore somatoforme (<ref-ruling>; cfr. pure <ref-ruling> consid. 4.2.1 pag. 70 seg.; <ref-ruling>). A tale esposizione può essere fatto riferimento e prestata adesione, non senza tuttavia rammentare che non sono in ogni caso considerati effetti di uno stato psichico morboso, e dunque non costituiscono turbe a carico dell'assicurazione per l'invalidità, le limitazioni della capacità di guadagno cui l'assicurato potrebbe ovviare dando prova di buona volontà, atteso che la misura di quanto è ragionevolmente esigibile dev'essere apprezzata nel modo più oggettivo possibile (<ref-ruling>; VSI 2001 pag. 225 consid. 2b con riferimenti; cfr. pure <ref-ruling> consid. 4c in fine pag. 298).
3. Oggetto della lite è sapere se B._ ha diritto a una rendita (intera) d'invalidità o comunque a provvedimenti di integrazione professionale.
4. 4.1 L'istanza giudiziaria cantonale ha sostanzialmente fondato la propria pronuncia sulle risultanze della perizia pluridisciplinare 24 luglio 2006 del SAM e sui successivi pareri dei vari medici specialisti che hanno valutato lo status valetudinario della ricorrente.
4.2 Quest'ultima contesta la perizia del SAM e osserva che la stessa sarebbe lacunosa e contraddittoria perché, da un lato, non avrebbe tenuto conto dell'incapacità lavorativa attestata dal profilo neurologico dal dott. O._ e, dall'altro, perché avrebbe ignorato le conseguenze invalidanti della sindrome da dolore somatoforme, che era stata accertata dallo psichiatra curante dott. C._ e confermata dal dott. A._ della Clinica X._, ma che per contro era stata trascurata dal Servizio cantonale di psichiatria e di psicologia medica chiamato a valutare lo status psichico per conto del SAM.
5. 5.1 Per giurisprudenza, gli accertamenti dell'autorità giudiziaria di ricorso in merito al danno alla salute (diagnosi, prognosi, eziologia [nella misura in cui questo accertamento si rende necessario, segnatamente per le infermità congenite]), alla capacità lavorativa dell'assicurato e all'esigibilità di un'attività professionale - nella misura in cui quest'ultimo giudizio non si fonda sull'esperienza generale della vita - riguardano questioni di fatto che possono essere riesaminate da questa Corte solo in maniera molto limitata (v. consid. 1; <ref-ruling> consid. 3.2 pag. 398). Lo stesso vale quindi anche per la valutazione medica sulle risorse psichiche residue di una persona assicurata.
Per contro, si è in presenza di una questione giuridica se il giudizio sull'esigibilità di attività lavorative si fonda sull'esperienza generale della vita. Ciò è il caso per le conclusioni medico-empiriche come ad esempio per la presunzione che una sindrome somatoforme da dolore persistente o uno stato sindromale comparabile di origine non chiara possano essere superati con uno sforzo di volontà ragionevolmente esigibile (DTF <ref-ruling> con riferimenti).
5.2 Per quanto concerne l'accertamento del primo giudice in merito alla capacità lavorativa in ambito neurologico, va ricordato che un tale accertamento può essere ritenuto manifestamente inesatto solo nella misura in cui l'istanza inferiore dovesse essere incorsa nell'arbitrio, vietato dall'<ref-law> (cfr. <ref-ruling> consid. 7.1 pag. 398).
5.2.1 Per giurisprudenza invalsa, l'arbitrio non si realizza già qualora la situazione proposta con il ricorso possa apparire sostenibile o addirittura preferibile 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 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 (<ref-ruling> consid. 2.1 pag. 211 con rinvii). Per quanto concerne più in particolare l'apprezzamento delle prove e l'accertamento dei fatti, il giudice incorre nell'arbitrio se misconosce manifestamente il senso e la portata di un un mezzo di prova, se omette senza valida ragione di tener conto di un elemento di prova importante, suscettibile di modificare l'esito della vertenza, oppure se ammette o nega un fatto ponendosi in aperto contrasto con gli atti di causa o interpretandoli in modo insostenibile (<ref-ruling> consid. 2.1 pag. 9).
5.2.2 Orbene, il fatto che la Corte cantonale abbia ritenuto la ricorrente pienamente abile al lavoro sia nella sua precedente attività di cameriera e grafica che in ogni altra attività sostitutiva e confacente al suo stato di salute, seppur opinabile, non può propriamente dirsi frutto di un accertamento arbitrario e, in quanto tale, vincola il Tribunale federale. Tale accertamento, fondato sulla conclusione dei responsabili del SAM, non appare manifestamente inesatto neppure alla luce della valutazione specialistica del dott. O._. Se è infatti da un lato vero che detto medico sembra avere confermato, dal profilo neurologico, una parziale incapacità lavorativa per l'attività di cameriera e di grafica nella presa di posizione del 22 ottobre 2007 all'indirizzo del Tribunale cantonale, dall'altro non può passare inosservato il fatto che lo stesso specialista abbia posto tale valutazione dopo avere constatato che i disturbi erano soprattutto soggettivi con una minima limitazione funzionale del rachide cervicale, che la valutazione del 20% era soprattutto "pratica, legata a persistenza di dolori a livello cervicale", che la paziente dal punto di vista strettamente neurologico non presentava dei deficit e che pertanto un'incapacità neurologica non era quantificabile. Sulla base di queste osservazioni, i responsabili del SAM e il Tribunale cantonale, potevano, senza arbitrio, concludere per una piena capacità lavorativa dell'assicurata.
5.3 Anche riguardo all'aspetto psichiatrico, il giudizio cantonale non è censurabile. Dopo un'accurata istruttoria, nel corso della quale ha dato modo ai vari specialisti di confrontarsi in dettaglio con le opposte valutazioni, l'istanza precedente ha correttamente osservato che anche volendo ammettere l'esistenza di una sindrome somatoforme dolorosa, farebbero comunque difetto i criteri posti dalla giurisprudenza per eccezionalmente ritenere (quantomeno fino alla data della decisione amministrativa in lite che delimita temporalmente il potere cognitivo del giudice delle assicurazioni sociali: <ref-ruling> consid. 3.1.1 pag. 220; <ref-ruling> consid. 1b pag. 366) insormontabili gli effetti di tale disturbo e per eccezionalmente riconoscere a quest'ultimo carattere invalidante (cfr. sentenza I 1093/06 del 3 dicembre 2007, consid. 3.2 e 5.3 e sentenza del Tribunale federale delle assicurazioni I 702/03 del 28 maggio 2004 con riferimenti).
5.3.1 Preliminarmente si osserva che il fatto che la dott.ssa M._, del Servizio Y._ di psichiatria e di psicologia medica, non abbia personalmente visitato la paziente ma si sia fondata, per rispondere alle domande del Tribunale cantonale, sulle osservazioni (scritte) rese all'epoca dalla dott.ssa R._ - e ora non più alle dipendenze di detto Servizio - non inficia il contenuto delle sue valutazioni. Questa Corte ha infatti già avuto modo a più riprese di riconoscere pieno valore probatorio a un parere fondato sugli atti ("Aktengutachten") se questo si limita - come in concreto - essenzialmente a valutare una fattispecie medica già accertata (cfr. RSAS 2008 pag. 393 [I 1094/06], consid. 3.1.1 in fine con riferimenti).
5.3.2 Per il resto, l'accertamento del primo giudice secondo cui la ricorrente non avrebbe presentato (quantomeno nel periodo soggetto al presente esame giudiziario) una comorbidità psichiatrica importante quanto a gravità, acutezza e durata, trova conferma nel fatto che gli atti non mettono in evidenza una patologia psichiatrica maggiore e anzi riferiscono di una reazione depressiva in fase di remissione (cfr. ad esempio il rapporto 2 febbraio 2007 del curante, dott. C._). Quanto agli altri criteri elaborati dalla prassi in materia per stabilire se l'assicurato sia in grado di fornire lo sforzo ragionevolmente esigibile per sormontare gli effetti della sua sintomatologia dolorosa, il primo giudice ne ha, senza arbitrio, negato la necessaria intensità e costanza. Così, pur avendo ammesso l'esistenza di affezioni corporali croniche (cervicotoraco-brachialgia a sinistra, ernia discale a livello Th2/Th3, lombalgie di tipo recideivante su alterazione degenerativa iniziale a livello L4/L5), egli ha negato, in maniera certamente sostenibile, la presenza degli altri fattori determinanti. A sostegno della tesi che l'assicurata non avrebbe subito un ritiro totale dalla vita sociale basti rilevare che, per quanto attestato dal suo curante, la ricorrente, ancora nel febbraio 2007, andava regolarmente 4-5 volte alla settimana in palestra a fare fitness. La Corte cantonale poteva pertanto, senza arbitrio, concludere che un'eventuale interruzione dei contatti sociali non era da intendersi in senso patologico bensì fosse piuttosto riconducibile all'uscita dal mondo lavorativo. Lo stesso dicasi per l'assenza di uno stato psichico consolidato e per l'impossibilità di un'evoluzione sul piano terapeutico. La remissione della reazione depressiva, da un lato, e il beneficio - riconosciuto dall'interessata stessa in occasione della visita peritale 30 maggio 2006 della dott.ssa R._ - tratto dal trattamento farmacologico, dall'altro, potevano legittimamente indurre il primo giudice a ritenere un'evoluzione positiva sul piano terapeutico e a negare la presenza di uno stato psichico consolidato, rispettivamente di un insuccesso dei trattamenti intrapresi conformemente alle regole dell'arte. Del resto, a conferma di questa valutazione, anche il dott. C._ ha riconosciuto che un'adeguata cura specialistica contribuirebbe a stabilizzare la situazione della paziente in modo tale da consentirle di riprendere una attività lavorativa in modo quasi completo.
6. In esito alle suesposte considerazioni, potendo - senza necessità di procedere ad ulteriori accertamenti - in definitiva ritenere la ricorrente pienamente abile al lavoro sia nella sua precedente professione, sia in attività adeguate, il giudizio impugnato merita di essere confermato e il ricorso respinto in quanto infondato. Ne segue che alla ricorrente non può essere riconosciuto né il diritto a provvedimenti integrativi né quello a una rendita.
7. Considerato che l'impugnativa era sin dall'inizio priva di possibilità di esito favorevole, deve essere respinta anche la domanda di assistenza giudiziaria e di gratuito patrocinio (<ref-law>). Alla ricorrente, soccombente, andrebbero perciò addossate le spese giudiziarie (art. 66 cpv. 1 e 65 LTF). Tuttavia, viste le circostanze particolari, si rinuncia eccezionalmente a prelevare tali spese (<ref-law>).

Per questi motivi, il Tribunale federale pronuncia:
1. Il ricorso è respinto.
2. La domanda di assistenza giudiziaria e di gratuito patrocinio è respinta.
3. Non si prelevano spese giudiziarie.
4. Comunicazione alle parti, al Tribunale delle assicurazioni del Cantone Ticino e all'Ufficio federale delle assicurazioni sociali.