Faits:
A. V._ était inscrit au registre du commerce comme associé gérant de la société X._ Sàrl, fondée en juin 1998, avec des parts sociales de 1'000 fr. M._ en était l'associé sans droit de signature avec des parts sociales de 19'000 fr. jusqu'au 29 janvier 2001, date de son décès. Dès le 27 juin 2000, V._ était également inscrit en qualité d'associé gérant de la société Z._ Sàrl.
Le 27 juillet 2000, V._ a été victime d'un accident et s'est trouvé en incapacité de travail. La Compagnie d'assurances Zurich lui a versé des indemnités journalières jusqu'au 31 août 2002.
Au mois d'avril 2003, V._ a déposé une demande d'indemnité de chômage. Aux questions du formulaire concernant son dernier rapport de travail, il a répondu que son dernier employeur était X._ Sàrl, qu'il avait accompli son dernier jour de travail le 24 juillet 2000 et que le motif de résiliation était son état de santé. Il a aussi indiqué qu'il était occupé le soir comme administrateur de la société Y._ SA depuis le 31 août 2002.
Par décision du 10 octobre 2003, confirmée sur opposition le 11 mai 2004, l'Office cantonal genevois de l'emploi (ci-après : l'office) a nié le droit de V._ aux prestations de chômage dès le 4 avril 2003. Il a considéré que l'intéressé ne justifiait d'aucune cotisation dans le délai-cadre applicable à la période de cotisation s'étendant du 4 avril 2001 au 3 avril 2003, et qu'il ne pouvait en être libéré faute d'un lien de causalité entre l'incapacité de travail et l'absence de cotisations. En outre, celui-ci se trouvait, en sa qualité d'administrateur de la société Y._ SA, dans une position analogue à celle d'un employeur.
B. B.a V._ a déféré la décision sur opposition du 11 mai 2004 au Tribunal cantonal genevois des assurances sociales (ci-après : tribunal cantonal), qui a admis son recours et renvoyé la cause à l'office pour calculer l'indemnité journalière due à l'assuré (jugement du 17 novembre 2005).
B.b L'office, qui n'a pas recouru contre ce jugement, a transmis le dossier à la Caisse de chômage Unia (ci-après : la caisse). Celle-ci a demandé divers documents à V._ en vue de déterminer son gain assuré. Un long échange de correspondance s'en est suivi. Le 16 juillet 2007, la caisse a rendu une décision par laquelle elle a refusé d'allouer des prestations de chômage, motif pris qu'elle n'avait pas pu obtenir les éléments nécessaires au calcul du gain assuré. V._ a fait opposition contre cette décision. Après que le tribunal cantonal a admis un recours pour déni de justice formé par l'intéressé (jugement du 25 septembre 2008), la caisse a rejeté l'opposition dans une nouvelle décision du 31 octobre 2008.
B.c Saisi d'un recours contre la décision sur opposition du 31 octobre 2008, le tribunal cantonal l'a partiellement admis. Il a constaté que V._ a droit à une indemnité de chômage du 4 avril au 31 octobre 2003 fondée sur un gain assuré de 8'000 fr. ainsi qu'à des intérêts moratoires de 5 % dès le 4 avril 2005, et renvoyé la cause à la caisse Unia afin qu'elle calcule le montant des prestations dues (jugement du 13 août 2009).
C. La caisse Unia interjette un recours en matière de droit public. Elle conclut à l'annulation du jugement cantonal.
V._ conclut au rejet du recours. Le Secrétariat d'Etat à l'économie a renoncé à se déterminer.

Considérant en droit:
1. 1.1 Le recours en matière de droit public est recevable contre les décisions qui mettent fin à la procédure (<ref-law>), ainsi que contre les décisions préjudicielles et incidentes qui sont notifiées séparément et qui portent sur la compétence ou sur une demande de récusation (<ref-law>). Selon l'<ref-law>, les autres décisions préjudicielles et incidentes notifiées séparément peuvent faire l'objet d'un recours si elles peuvent causer un préjudice irréparable (let. a) ou si l'admission du recours peut conduire immédiatement à une décision finale qui permet d'éviter une procédure probatoire longue et coûteuse (let. b).
1.2 Bien que le jugement attaqué renvoie la cause à la caisse, on doit considérer qu'il constitue une décision finale. En effet, le chiffre 3 du dispositif fixe précisément l'étendue du droit aux prestations de l'assuré. A cet égard, le renvoi des premiers juges ne laisse aucune latitude à la caisse. Il s'agit uniquement pour elle de procéder à un simple calcul du montant de l'indemnité journalière. Le recours de la caisse est par conséquent recevable.
2. Le recours en matière de droit public (<ref-law>) peut être formé pour violation du droit au sens des art. 95 et 96 LTF. Le Tribunal fédéral statue sur la base des faits établis par l'autorité précédente (<ref-law>). Il peut rectifier ou compléter d'office les constatations de l'autorité précédente si les faits ont été établis de façon manifestement inexacte ou en violation du droit au sens de l'art. 95 (<ref-law>).
3. 3.1 Dans son jugement du 17 novembre 2005, le tribunal cantonal a constaté, d'une part, que V._ avait subi une incapacité de travail du 27 juillet 2000 au 31 octobre 2002 en raison d'un accident et, d'autre part, que le contrat de travail liant le prénommé à X._ Sàrl avait pris fin au 30 novembre 2002. Il en a conclu que V._ remplissait les conditions relatives à la période de cotisation en application de l'art. 13 al. 2 let. c LACI, disposition qui prévoit que compte également comme période de cotisation le temps durant lequel l'assuré est partie à un rapport de travail mais ne touche pas de salaire par-ce qu'il est malade (<ref-law>) ou victime d'un accident (<ref-law>) et, partant, ne paie pas de cotisations. Toujours selon le tribunal cantonal, les quelques affaires que l'assuré avait encore réglées pour X._ Sàrl après l'accident ne permettait pas de nier le lien de causalité entre la période d'incapacité de travail et l'absence de cotisations. En ce qui concernait l'occupation de l'assuré pour le compte de la société Y._ SA, il s'agissait d'une activité accessoire n'empêchant pas celui-ci d'exercer une activité salariée à plein temps.
3.2 Saisi à nouveau sur la question de la détermination du gain assuré de V._, le tribunal cantonal, dans le jugement attaqué, a retenu comme période de référence le mois de mars 2001. Considérant, sur la base de son jugement précédent, que le prénommé avait été partie à un rapport de travail et incapable de travailler à cette date, il a jugé que le gain assuré de celui-ci devait être établi d'après le salaire qu'il aurait normalement obtenu s'il n'avait pas été en incapacité de travail conformément à l'<ref-law>. Etant donné qu'il n'existait ni contrat de travail écrit ni décompte de salaire, le tribunal cantonal s'est notamment fondé sur l'extrait de compte AVS de V._ attestant du versement de cotisations de mai à juillet 2000, sur les renseignements donnés par l'assureur perte de gain, ainsi que sur trois chèques d'un montant total de 27'500 euros reçus par l'assuré entre avril et juin 2000 et qui portaient la mention «salaire et frais». Il en a déduit un gain assuré de 8'000 fr. S'agissant du gain accessoire tiré de l'activité d'administrateur de la société Y._ SA, les juges cantonaux ont estimé qu'il n'entrait en ligne de compte ni dans le gain assuré ni en tant que gain intermédiaire durant le chômage. Ils n'ont pas non plus retenu de violation du devoir de renseigner de la part de l'assuré. Enfin, ils ont admis la conclusion de celui-ci tendant au paiement par la caisse d'un intérêt moratoire selon l'<ref-law>.
4. La recourante critique essentiellement la manière dont la juridiction cantonale a fixé le gain assuré. Elle fait valoir que les pièces auxquelles celle-ci s'est référée sont insuffisantes pour établir un gain assuré à hauteur de 8'000 fr. Il ressortait en effet de plusieurs lettres au dossier que la société X._ Sàrl n'avait plus d'activité depuis le décès de l'associé principal, M._, en janvier 2001. Dans ces conditions, il ne pouvait pas être considéré comme vraisemblable que l'assuré aurait réalisé un salaire - qui plus est d'un montant de 8'000 fr. - s'il avait retrouvé sa capacité de travail. Il appartenait donc à l'intimé de supporter les conséquences de l'absence de preuve quant à la perception d'un salaire durant la période de référence pour le gain assuré.
5. Le jugement attaqué ne peut être confirmé pour les raisons suivantes.
5.1 Tout d'abord, c'est à tort que l'autorité cantonale a situé la période de référence pour le calcul du gain assuré au mois de mars 2001. Cette date correspond au mois précédant le délai-cadre de cotisation de l'intimé alors que l'<ref-law> (dans sa teneur en vigueur jusqu'au 30 juin 2003) se réfère, à titre de règle générale, au dernier mois de cotisation précédant le début du délai-cadre d'indemnisation.
5.2 Ensuite, on ne peut pas suivre l'autorité cantonale sur la date de la fin des rapports de travail entre V._ et X._ Sàrl. A ce sujet, on précisera d'emblée que le jugement du 17 novembre 2005 n'a pas acquis force de chose jugée à l'égard de la Cour de céans. Le Tribunal fédéral n'est en effet pas lié par la décision incidente de l'autorité précédente lorsqu'il est saisi d'un recours contre sa décision finale comme c'est le cas en l'espèce (cf. <ref-law>; voir égale-ment Bernard Corboz, in Commentaire de la LTF, 2009, n. 39 ad. <ref-law>). Les premiers juges sont apparemment partis de l'idée que l'employeur avait résilié le contrat de travail au mois de juillet 2000 et que les effets de cette résiliation avaient été reportés au 30 novembre 2002 en vertu de l'<ref-law> (période de protection du travailleur en cas d'incapacité de travail). Or, il n'existe aucun indice concret allant dans le sens d'une résiliation par X._ Sàrl. En revanche, le dossier contient une pièce qui contredit clairement cette version des faits et que les premiers juges ont omis de prendre en considération. Il s'agit d'une lettre de V._ datée du 17 décembre 2000 et adressée à M._ par laquelle le premier nommé, faisant référence à des entretiens antérieurs, «confirme sa démission au 31.12.2000» des fonctions d'associé gérant des sociétés X._ Sàrl et Z._ Sàrl et demande à son associé d'effectuer les démarches nécessaires «pour régler cette situation». La démission est une déclaration de volonté unilatérale sujette à réception (PETER BÖCKLI, Schweizer Aktienrecht, 4ème éd., 2009, p. 1562 n. 57a). En tant qu'il s'agit de l'exercice d'un acte formateur, la résiliation revêt un caractère univoque, inconditionnel et irrévocable (<ref-ruling> consid. 2a p. 135). Aussi, contrairement à ce que semble penser l'intimé (voir son écriture de recours devant l'office du 11 juin 2004 p. 3), doit-on retenir que sa démission est devenue effective à la date convenue - le 31 décembre 2000 - même si les inscriptions le concernant n'ont pas été radiées au registre du commerce par la suite (cf. <ref-ruling> consid. 5b p. 137). D'ailleurs, il ressort du dossier que la société est restée pratiquement inactive depuis lors, si ce n'est les quelques démarches administratives accomplies par l'intimé après le 31 décembre 2000. On ne saurait cependant y voir autre chose que des mandats ponctuels à la demande des héritiers de M._. Il y a par conséquent lieu de rectifier d'office les faits constatés par les premiers juges en ce sens que l'intimé a pris l'initiative de mettre fin aux relations de travail pour le 31 décembre 2000 et qu'il n'était donc plus partie à un rapport de travail durant le délai-cadre de cotisation s'étendant du 4 avril 2001 au 3 avril 2003.
5.3 Les constatations qui précèdent ont pour conséquence que l'art. 13 al. 2 let. c LACI ne trouve pas application dans le cas de l'assuré. Toutefois, celui-ci peut se prévaloir d'un motif de libération des conditions relatives à la période de cotisation au sens de l'<ref-law>. A l'instar des premiers juges, il convient en effet de reconnaître une relation de causalité entre l'incapacité de travail subie par V._ et l'absence de période cotisation suffisante durant le délai-cadre y relatif. Ceci dit, le gain assuré ne se détermine pas de la même manière en cas de prise en compte de périodes assimilées à des périodes de cotisation (<ref-law> en relation avec l'<ref-law> précité) qu'en cas de libération des conditions relatives à la période de cotisation. Lorsqu'un délai-cadre d'indemnisation est ouvert parce qu'il existe un motif de libération (<ref-law> en relation avec l'<ref-law>), le gain assuré se calcule sur la base de montants forfaitaires définis par le Conseil fédéral à l'<ref-law>. En l'espèce, c'est à l'aune de cette disposition règlementaire que le gain assuré de l'intimé doit être calculé. Dans cette mesure, le recours de la caisse se révèle bien fondé. Quant aux points du jugement attaqué qui portent sur la période d'indemnisation et sur le versement d'un intérêt moratoire, ils ne sont pas contestés, de sorte qu'il n'y pas lieu de les examiner.
5.4 Il convient donc d'annuler le jugement entrepris en tant qu'il fixe le gain assuré de l'intimé à 8'000 fr. et de renvoyer la cause à la caisse afin qu'elle procède au calcul du gain assuré de V._ au regard de l'<ref-law> et rende une nouvelle décision sur le droit de celui-ci aux prestations de chômage.
6. Dès lors que la recourante n'obtient pas entièrement gain de cause, il se justifie de répartir les frais judiciaires par moitié entre les parties (<ref-law>). Par ailleurs, l'intimé a droit à des dépens réduits (art. 68 al. 1 et 2 LTF). Compte tenu de l'issue du litige, la juridiction cantonale statuera à nouveau sur les dépens de la procédure cantonale.

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est partiellement admis.
2. Le jugement du Tribunal cantonal genevois des assurances sociales du 13 août 2009 est annulé en tant qu'il fixe le gain assuré de l'intimé à 8'000 fr., la cause étant renvoyée à la caisse pour qu'elle rende une nouvelle décision conformément aux considérants.
3. Le chiffre 5 du dispositif du jugement attaqué (dépens) est annulé.
4. Les frais de justice, arrêtés à 500 fr., sont mis pour 250 fr. à la charge de la caisse et pour 250 fr. à la charge de V._.
5. La caisse versera à V._ un montant de 1'400 fr. (y compris la taxe à la valeur ajoutée) à titre de dépens réduits pour la dernière instance.
6. La cause est renvoyée au Tribunal cantonal genevois des assurances sociales pour nouvelle décision sur les dépens de la procédure antérieure.
7. Le présent arrêt est communiqué aux parties, au Tribunal cantonal genevois des assurances sociales, Chambre 3, et au Secrétariat d'Etat à l'économie.
Lucerne, le 28 octobre 2010
Au nom de la Ire Cour de droit social
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: La Greffière:
Ursprung von Zwehl