Sachverhalt:
A. Die X._ AG erwarb am 24. März 1987 für Fr. 2'689'400.-- das Grundstück Kat.-Nr._ in der Gemeinde M._, welches 11'900 m2 Bauland umfasste. Zwischen dem 1. April 1998 und dem 26. Juni 2001 verkaufte sie elf Baulandparzellen (Wohnüberbauung "A._") an verschiedene Erwerber. Letztere schlossen mit der X._ AG jeweils auch einen Werkvertrag betreffend die Erstellung eines Einfamilienhauses inklusive Garage ab. In der Folge realisierte die X._ AG diese Bauten.
Weil sie trotz Mahnung keine Steuererklärung eingereicht hatte, veranlagte der Gemeinderat von M._ die X._ AG mit Verfügung vom 6. Februar 2007 nach pflichtgemässem Ermessen für einen steuerbaren Grundstückgewinn von Fr. 2'081'500.--, resultierend in einer Grundstückgewinnsteuer von Fr. 481'434.--. Hierbei ging der Gemeinderat von M._ von einem angeblich marktüblichen Gewinn von 20 % auf den Baukosten aus. Von den vertraglich vereinbarten Werkpreisen berücksichtigte er daher nur 80 % als abzugsfähige Anlagekosten.
B. Gegen diese Verfügung erhob die X._ AG Einsprache, welche vom Gemeinderat am 2. September 2008 abgewiesen wurde. Zur Begründung führte der Gemeinderat aus, die X._ AG habe zwar zusammen mit der Einsprache die Grundstückgewinnsteuererklärungen nachgereicht, jedoch habe sie mangels Substantiierung ihrer Eigenleistungen den Nachweis der Unrichtigkeit der Ermessensveranlagung nicht erbracht.
Gegen den Einspracheentscheid rekurrierte die X._ AG bei der Steuerrekurskommission III des Kantons Zürich. Diese wies den Rekurs mit Entscheid vom 18. Mai 2009 ab.
Hiergegen beschwerte sich die X._ AG beim Verwaltungsgericht des Kantons Zürich. Dieses stellte in seinem Urteil vom 3. Februar 2010 fest, dass bezüglich der Handänderung GR- Nr. _ (Steuerbetrag Fr. 72'981.--) die Verjährung eingetreten sei und hiess die Beschwerde in diesem Umfang teilweise gut. Bezüglich der Grundstückgewinnsteuern aus den übrigen zehn Handänderungen (Steuerbetrag Fr. 408'453.--) bestätigte das Verwaltungsgericht jedoch den Entscheid der Steuerrekurskommission.
C. Mit Eingabe vom 14. April 2010 führt die X._ AG Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten beim Bundesgericht. Sie stellt den Antrag, es sei der Entscheid des Verwaltungsgerichts aufzuheben und die Sache zum Neuentscheid an die Vorinstanz zurückzuweisen.
Das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich schliesst auf Abweisung der Beschwerde. Das Gemeindesteueramt M._ sowie die Eidgenössische Steuerverwaltung verzichten grundsätzlich auf eine Vernehmlassung. Die Eidgenössische Steuerverwaltung beantragt jedoch insoweit die Abweisung der Beschwerde, als damit eine Verletzung der Bundesverfassung gerügt wird.
Mit Verfügung vom 4. Mai 2010 wies der Präsident der Il. öffentlich-rechtlichen Abteilung des Bundesgerichts das Gesuch der X._ AG um Erteilung der aufschiebenden Wirkung ab.

Erwägungen:
1. 1.1 Die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten ist gemäss <ref-law> zulässig. Betreffend die auf das Jahr 2001 entfallenden Grundstückgewinnsteuern ergibt sich die Zulässigkeit auch aus Art. 73 Abs. 1 des Bundesgesetzes vom 14. Dezember 1990 über die Harmonisierung der direkten Steuern der Kantone und Gemeinden (Steuerharmonisierungsgesetz, StHG; SR 642.14). Als Adressatin des angefochtenen Entscheids ist die Steuerpflichtige ohne Weiteres zur Beschwerdeführung legitimiert (<ref-law>). Auf das frist- und formgerecht eingereichte Rechtsmittel ist daher grundsätzlich einzutreten (unter Vorbehalt von E. 1.2 und E. 1.3 hiernach).
1.2 Mit der Beschwerde kann eine Rechtsverletzung gemäss Art. 95 f. BGG geltend gemacht werden. Das Bundesrecht wendet das Recht von Amtes wegen an (<ref-law>). Es ist demzufolge weder an die in der Beschwerde vorgebrachten Argumente noch an die Erwägungen der Vorinstanz gebunden; es kann die Beschwerde aus einem anderen als dem angerufenen Grund gutheissen, und es kann eine Beschwerde mit einer von der Argumentation der Vorinstanz abweichenden Begründung abweisen. Das Bundesgericht legt seinem Urteil den von der Vorinstanz festgestellten Sachverhalt zugrunde (<ref-law>). Diese Feststellungen können nur gerügt werden, wenn sie offensichtlich unrichtig sind oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von <ref-law> beruhen.
1.3 Die Beachtung der harmonisierungsrechtlichen Vorgaben prüft das Bundesgericht mit freier Kognition. Im vorliegenden Fall ist das Steuerharmonisierungsgesetz indessen nur insoweit anwendbar, als die streitigen Grundstückgewinne nach dem 1. Januar 2001 erzielt wurden. Die vorher erzielten Gewinne fallen in die Frist, die den Kantonen gemäss Art. 72 Abs. 1 StHG zur Anpassung ihrer Steuergesetze offen stand (<ref-ruling> E. 2 S. 591 ff.; vgl. auch Urteil 2C_636/2007 vom 7. April 2008 E. 1.4); diesbezüglich kann der angefochtene Entscheid nur auf Willkür hin überprüft werden, und es gilt insoweit auch der Grundsatz der Rechtsanwendung von Amtes wegen nicht (<ref-law>). Vielmehr muss die Beschwerdeführerin hier - über die allgemeine Begründungspflicht von <ref-law> hinaus - präzise und in Auseinandersetzung mit den Ausführungen der Vorinstanz im Einzelnen darlegen, inwiefern der angefochtene Entscheid widerrechtlich sein soll (sog. "qualifizierte Rügepflicht"; vgl. <ref-ruling> E. 1.4.2 S. 254). Soweit ihre Eingabe diesen Anforderungen nicht genügt, kann auf die Beschwerde nicht eingetreten werden.
2. 2.1 Die Beschwerdeführerin rügt vorweg eine Verletzung des rechtlichen Gehörs (<ref-law>). Sie beanstandet, dass die mündliche Besprechung vom 27. November 2006 zwischen ihr und dem Steuersekretär der Gemeinde M._ nicht protokolliert worden sei. Die Steuerrekurskommission und das Verwaltungsgericht hätten es zudem abgelehnt, diesbezüglich beantragte Beweise abzunehmen. Da der Anspruch auf rechtliches Gehör formeller Natur sei, führten die Unterlassungen der Vorinstanzen zur Aufhebung des angefochtenen Urteils, ohne dass die Angelegenheit materiell zu prüfen sei.
2.2 Aus dem Anspruch auf rechtliches Gehör nach <ref-law> wird der allgemeine Verfahrensgrundsatz abgeleitet, dass entscheidrelevante Tatsachen und Ereignisse schriftlich festzuhalten sind. Allerdings ist die Protokollierungspflicht von den konkreten Umständen des Einzelfalls abhängig (<ref-ruling> E. 4.2 S. 478 mit Hinweisen).
2.3 Vorliegend fällt auf, dass der Steuersekretär der Gemeinde M._ von der Beschwerdeführerin mit zwei Schreiben vom 22. Dezember 2006 einerseits zusätzliche Auskünfte verlangt und andererseits die vollständig ausgefüllten Steuererklärungen sowie den substantiierten Nachweis von Regiearbeiten eingefordert hat. Dies spricht dagegen, dass in der Besprechung vom 27. November 2006 "sämtliche Fragen des Steuersekretärs beantwortet und Bedenken widerlegt" bzw. die im Streit stehenden Eigenleistungen "soweit notwendig (...) erläutert" worden waren, wie dies die Beschwerdeführerin behauptet. Es erscheint daher zweifelhaft, ob in der fraglichen Sitzung entscheidrelevante Tatsachen und Entscheidungen festgestellt bzw. getroffen worden sind. Die Zweifel verstärken sich durch den Umstand, dass die Beschwerdeführerin - soweit ersichtlich - nie ein Protokoll dieser Besprechung verlangt, sondern dessen Fehlen erst im Rechtsmittelverfahren gerügt hat. Bei dieser Sachlage ist eine Verletzung von <ref-law> nicht zu erkennen. Dass das kantonale Prozessrecht einen weitergehenden Gehörsanspruch als die Bundesverfassung statuiert, wird von der Beschwerdeführerin nicht geltend gemacht.
3. In der Hauptsache wendet sich die Beschwerdeführerin gegen die ermessensweise vorgenommene Einschätzung der steuerbaren Grundstückgewinne und behauptet deren offensichtliche Unrichtigkeit.
3.1 Wie das Verwaltungsgericht ausgeführt hat, sieht das zürcherische Steuerrecht eine Einschätzung nach pflichtgemässem Ermessen vor, wenn die steuerpflichtige Person ihre Verfahrenspflichten trotz Mahnung nicht erfüllt hat, oder wenn die Steuerfaktoren mangels zuverlässiger Unterlagen nicht einwandfrei ermittelt werden können (§ 139 Abs. 2 in Verbindung mit § 206 des Steuergesetzes des Kantons Zürich vom 8. Juni 1997 [StG/ZH]). Im vorliegenden Fall verwies die Vorinstanz darauf, dass die Beschwerdeführerin die amtlichen Steuererklärungsformulare nicht innert Frist eingereicht, sondern sich mit einer selbst erstellten Excel-Tabelle begnügt habe. Im Übrigen bestehe mangels hinreichender Substantiierung der wertvermehrenden Eigenleistungen der Beschwerdeführerin eine nicht erklärbare Diskrepanz zwischen den vereinbarten Werk- und Landpreisen einerseits und den deklarierten Erstellungskosten und Landpreisen andererseits.
3.2 Eine Einschätzung nach pflichtgemässem Ermessen kann der Steuerpflichtige nur wegen offensichtlicher Unrichtigkeit anfechten (§ 140 Abs. 2 Satz 1 StG/ZH). Diese Regelung entspricht Art. 48 Abs. 2 Satz 1 StHG. Der Unrichtigkeitsnachweis kann auf zwei Arten erbracht werden:
Einerseits kann durch das Beibringen von Beweismitteln die bisher vorhandene Ungewissheit bezüglich des Sachverhalts beseitigt und auf diese Weise die zuverlässige Ermittlung der Steuerfaktoren ermöglicht werden. Diesfalls ist die angefochtene Ermessensveranlagung durch eine ordentliche Veranlagung zu ersetzen und die Untersuchungspflicht lebt wieder auf (vgl. Urteile 2C_485/2009 vom 8. April 2010 E. 3.1; 2C_579/2008 vom 29. April 2009 E. 2.1 in: StR 64, 659 S. 660 f.; 2A.39/2004 vom 29. März 2005 E. 5.1 in: ASA 75, 329 S. 333 f.).
Andererseits ist aber auch möglich, anhand der beigebrachten Beweismittel darzutun, dass die angefochtene Veranlagung offensichtlich übersetzt ist (vgl. Beusch/Bärtschi, Rechtsschutz bei den harmonisierten Staats- und Gemeindesteuern und der direkten Bundessteuer - dargestellt am Beispiel des Kantons Zürich, in: Beusch [Hrsg.], Steuerrecht 2007 - Best of zsis, S. 27 ff.; Roman Blöchliger, Die Einsprache gegen die Ermessenseinschätzung, StR 63 [2008], S. 86 ff., insb. S. 91 f.; Zweifel/Casanova, Schweizerisches Steuerverfahrensrecht, Direkte Steuern, S. 261 ff.; Philipp Betschart, 7 Eintretensvoraussetzungen bei Einsprachen gegen Veranlagungen nach pflichtgemässem Ermessen, zsis 2009, bestcase N 7 S. 3 f.).
3.3 Da sonst die Steuerfaktoren nicht zuverlässig ermittelt werden können, bildet Grundvoraussetzung für den Ersatz der angefochtenen Ermessensveranlagung durch eine ordentliche Veranlagung, dass die versäumten Verfahrenspflichten nachgeholt werden und eine substantiierte Sachdarstellung erfolgt.
Vorliegend hat die Beschwerdeführerin im Anschluss an die Ermessenseinschätzung einzelne unerfüllte Verfahrenspflichten nachgeholt. So hat sie im Einspracheverfahren die amtlichen Steuererklärungsformulare unterzeichnet nachgereicht. Dagegen gelang es ihr in den Rechtsmittelverfahren nur in ungenügendem Masse, behauptete Regiearbeiten und Eigenleistungen nachträglich zu substantiieren: Zwar verzichtet die Beschwerdeführerin nunmehr auf die Geltendmachung von Regiearbeiten im Umfang von Fr. 55'000.--, weil sie keine datierten Regierapporte beizubringen vermag. Unklar und nicht hinreichend belegt ist jedoch nach wie vor das Ausmass der Eigenleistungen (u.a. Architekturarbeiten; vgl. E. 3.4 hiernach).
Insofern muss der von der Steuerpflichtigen beabsichtigte Unrichtigkeitsnachweis in Übereinstimmung mit den Vorinstanzen als missglückt angesehen werden.
3.4 Bezüglich des quantitativen Elements der Ermessensveranlagung können nur grobe Schätzungsfehler gerügt werden. Offensichtlich unrichtig ist etwa eine Ermessensveranlagung, die einen wesentlichen Gesichtspunkt übergangen oder falsch gewürdigt hat bzw. wenn der kantonalen Behörde augenfällige Fehler oder Irrtümer unterlaufen sind (vgl. Urteile 2C_223/2008 vom 9. Februar 2009 E. 3.1; 2A.113/2005 vom 16. September 2005 E. 3.2 in: StE 2005 B 96.22 Nr. 3 [nicht publ. in <ref-ruling>]; mit weiteren Hinweisen).
Das Verwaltungsgericht bezeichnete die hier im Streit stehende Ermessensveranlagung zwar als hoch, jedoch nicht gerade als offensichtlich unrichtig und unhaltbar; dies selbst in Anbetracht dessen, dass das Ausmass der anrechenbaren Eigenleistungen im Rahmen der Ermessensveranlagung massiv gekürzt worden sei, was zu relativ hohen Gewinnen pro Haus führe. Auch die von der Beschwerdeführerin ins Feld geführte Realwertberechnung aufgrund der Schätzungsprotokolle der Gebäudeversicherung des Kantons Zürich änderten daran nichts, zumal Schätzungen keinen Nachweis für bauliche Aufwendungen erbringen könnten.
Diese Erwägungen des Verwaltungsgerichts überzeugen nicht: Aus dem angefochtenen Urteil erhellt, dass die Vorinstanz das von der Steuerpflichtigen produzierte Zahlenmaterial in seiner Gesamtheit ablehnt. Indem sie eine nicht erklärbare Diskrepanz zwischen den vereinbarten Werk- und Landpreisen einerseits und den deklarierten Erstellungskosten und Landpreisen andererseits ortet, geht sie zumindest implizit von Gewinnverschiebungen aus: Mittels übersetzter Baukosten soll der Gewinn auf dem Land minimiert worden sein. Dies ist indessen nicht belegt. Im Gegenteil: Der von der Gemeinde M._ mit der Überprüfung der Baukosten betraute Experte erachtete die Kosten der von der Beschwerdeführerin in Auftrag gegebenen Arbeiten (Zimmermanns-, Dachdecker-, Sanitär-, Küchen- und Schreinerarbeiten) in seinem Kurzbericht vom 26. Juni 2003 grundsätzlich als vertretbar; einzig bei den Regiearbeiten und beim Architektenhonorar stellte er Unstimmigkeiten fest. Vor diesem Hintergrund ist es unzulässig, das gesamte, umfangreiche Beweismaterial zurückzuweisen, stattdessen einen integralen Rückgriff auf allgemeine Erfahrungszahlen (angeblicher marktüblicher Gewinn von 20 % auf den Baukosten) vorzunehmen und auf diese Weise (fiktive) Grundstückgewinne von über zwei Millionen Franken zu generieren, während die (mit Ausnahme der Eigenleistungen) detailliert und objektbezogen ausgewiesenen Baukosten gänzlich unberücksichtigt bleiben. Auch bei einer Ermessensveranlagung hat die Steuerbehörde sämtliche Unterlagen und Umstände zu berücksichtigen, von denen sie Kenntnis hat (vgl. Urteil 2C_441/2008 vom 30. Januar 2009 E. 2.2). Im konkreten Fall bedeutet dies, dass (nur) dort eine Schätzung zulässig ist, wo Unklarheiten bestehen. Dies betrifft hier die Positionen Regie- und Eigenleistungen sowie das Architektenhonorar. Im Übrigen ist jedoch auf die ausgewiesenen Baukosten abzustellen.
Da die Vorinstanzen im vorliegenden Fall unzulässigerweise das gesamte Zahlenmaterial ausser Acht gelassen haben, muss die ermessensweise festgelegte Höhe der Grundstückgewinne als offensichtlich unrichtig bezeichnet werden. Die Veranlagung ist daher von der Gemeinde M._ zu korrigieren.
4. Nach dem Ausgeführten erweist sich die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten in der Hauptsache als begründet und ist gutzuheissen, soweit darauf eingetreten werden kann. Das angefochtene Urteil ist aufzuheben, und die Sache ist zum Neuentscheid im Sinne der Erwägungen an die Gemeinde M._ sowie zur Neuregelung der Kosten- und Entschädigungsfolgen des kantonalen Verfahrens an das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich zurückzuweisen.
Dem Verfahrensausgang entsprechend, sind die Kosten des bundesgerichtlichen Verfahrens der Gemeinde M._, welche Vermögensinteressen verfolgte, aufzuerlegen (Art. 65 f. BGG). Die Gemeinde M._ hat der Beschwerdeführerin zudem eine Parteientschädigung auszurichten (<ref-law>).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten wird gutgeheissen, soweit darauf einzutreten ist, und der Entscheid des Verwaltungsgerichts des Kantons Zürich vom 3. Februar 2010 aufgehoben. Die Sache wird zur Neuveranlagung im Sinne der Erwägungen an die Gemeinde M._ und zur Neuregelung der Kosten- und Entschädigungsfolgen des kantonalen Verfahrens an das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich zurückgewiesen.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 6'000.-- werden der Gemeinde M._ auferlegt.
3. Die Gemeinde M._ hat die Beschwerdeführerin für das bundesgerichtliche Verfahren mit Fr. 6'000.-- zu entschädigen.
4. Dieses Urteil wird der Beschwerdeführerin, der Gemeinde M._, dem Verwaltungsgericht des Kantons Zürich, 2. Kammer, sowie der Eidgenössischen Steuerverwaltung schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 22. Dezember 2010
Im Namen der II. öffentlich-rechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Der Gerichtsschreiber:
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