Fatti:
A. A.a Con effetto dal 1° novembre 1996 l'Ufficio assicurazione invalidità del Canton Ticino (UAI) ha assegnato a G._, cittadino bosniaco, nato nel 1965 e già attivo quale cameriere/aiuto cuoco, una rendita intera di invalidità per le conseguenze di una probabile sindrome da colpo di frusta e di una sindrome posttraumatica da stress attestate dalla perizia psichiatrica 2 febbraio 1999 del dottor C._ (decisione del 13 luglio 1999). Dal 1° gennaio 1999 l'assicurato percepisce anche una rendita complementare dell'assicurazione infortuni e un'indennità per menomazione dell'integrità del 20%. Il diritto alla rendita intera AI è stato confermato in sede di revisione nel 2001 e nel 2002.
A.b Nel corso del 2006, nell'ambito di una ulteriore procedura di revisione, l'UAI ha ordinato l'allestimento di una perizia medica pluridisciplinare per il tramite del Servizio X._. Constatato un miglioramento dello stato di salute - psichico - comportante un'incapacità lavorativa complessiva del 50% a far tempo dal 1° gennaio 2007, con progetto di decisione del 28 luglio 2010, confermato il 4 ottobre 2010, l'amministrazione ha ridotto il grado di invalidità al 51%, erogando una mezza rendita di invalidità dal 1° novembre 2010.
B. Contro il provvedimento amministrativo G._, rappresentato dall'avvocato Sergio Sciuchetti, è insorto con ricorso al Tribunale delle assicurazioni del Canton Ticino, chiedendo l'annullamento della decisione impugnata con conseguente conferma della rendita intera d'invalidità. Egli ha pure postulato l'ammissione all'assistenza giudiziaria.
Con giudizio del 4 maggio 2011 il Presidente del Tribunale cantonale delle assicurazioni ha respinto il gravame ma ha concesso l'assistenza giudiziaria.
C. Sempre patrocinato dall'avvocato Sciuchetti, G._ insorge al Tribunale federale, chiedendo l'annullamento del giudizio impugnato e, in via subordinata, il rinvio dell'incarto alla Corte cantonale per una rivalutazione dei documenti medici e, se del caso, per l'allestimento di una nuova perizia o comunque per complemento istruttorio. Delle motivazioni si dirà, se necessario, nei considerandi di diritto.
D. Pendente causa l'assicurato ha presentato istanza tendente alla concessione dell'assistenza giudiziaria con gratuito patrocinio per la sede federale, che è stata accolta con decreto del giudice delegato del 17 agosto 2011.
Chiamati a pronunciarsi sul gravame, l'UAI ne propone la reiezione, mentre l'Ufficio federale delle assicurazioni sociali non si è determinato.

Diritto:
1. 1.1 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, ovvero arbitrario (<ref-ruling> consid. 4.3 pag. 62), 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).
1.2 Per giurisprudenza invalsa, l'arbitrio non si realizza già qualora la soluzione 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 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).
2. Tema del contendere è la riduzione del grado di invalidità dell'assicurato in via di revisione con conseguente riconoscimento di una mezza rendita di invalidità invece della rendita intera precedentemente erogata.
2.1 Con il giudizio impugnato la Corte cantonale ha confermato la decisione amministrativa contestata, stabilendo che sia le singole perizie allestite dal dottor J._, psichiatra, e dal dottor M._, ortopedico, poste alla base del referto del Servizio X._, sia quest'ultimo rapporto del 30 novembre 2006 rispettano i principi sanciti dalla giurisprudenza federale in materia di valore probatorio, in quanto affidabili e concludenti. Il Tribunale adito ha pertanto considerato l'assicurato abile al lavoro al 50% e ha ritenuto corretto ridurre il grado di invalidità al 50%.
2.2 Dal canto suo l'assicurato adduce in primo luogo che la perizia del Servizio X._ non sarebbe attendibile, in quanto il referto redatto dal dottor J._ sarebbe carente nell'anamnesi e non avrebbe sufficientemente motivato il miglioramento attestato. In secondo luogo la documentazione medica posta alla base del provvedimento, emanato nel 2010, non sarebbe attuale, in quanto troppo datata, risalendo al 2006. Il ricorrente censura, infine, il fatto che non sarebbe mai stata valutata la reintegrazione parziale nella vita lavorativa tramite un confacente periodo introduttivo, come previsto dalla giurisprudenza.
3. 3.1 Preliminarmente va evidenziato che al ricorso è allegata una perizia del dottor U._, specialista in ortopedia e chirurgia ortopedica, chirurgia generale e traumatologia, datata 2 giugno 2011, dalla quale emergerebbe che nel 2010 lo stato di salute era ben lungi dal corrispondere a quello indicato nel 2006 dal Servizio X._, l'inabilità essendo pari al 100%. Tuttavia il documento è posteriore al giudizio impugnato e non può dunque essere considerato perché si riferisce a un tema processuale (inabilità lavorativa) di per sé già trattato dall'istanza precedente (Ulrich Meyer/Johanna Dormann, in Basler Kommentar, Bundesgerichtsgesetz, 2a ed. 2011, n. 43 ad <ref-law>). Il ricorrente non spiega del resto neppure le ragioni che gli avrebbero impedito di produrre prima un simile attestato.
3.2 Similmente l'affermazione ricorsuale secondo cui non sarebbe mai stata valutata la reintegrazione parziale nella vita lavorativa tramite un confacente periodo introduttivo, come previsto dalla giurisprudenza, oltre a essere di dubbia pertinenza, è inammissibile poiché nuova e poiché l'insorgente non spiega in quale misura l'allegazione sarebbe stata motivata dalla decisione impugnata, condizione imprescindibile per ritenere eccezionalmente ammissibile un fatto nuovo (<ref-law>).
4. 4.1 Nei considerandi dell'impugnata pronuncia l'istanza precedente ha già esposto le norme e i principi giurisprudenziali disciplinanti la materia, rammentando in particolare i presupposti e gli effetti della revisione di una rendita in seguito a una modifica del diritto (<ref-law>; art. 88a e 88bis OAI; <ref-ruling> consid. 3.5 pag. 349 con riferimenti; sui termini temporali di confronto v. pure <ref-ruling>). A tale esposizione può essere fatto riferimento e prestata adesione.
4.2 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). In una procedura di revisione rappresenta ugualmente una questione di fatto la problematica a sapere se la (in)capacità lavorativa si sia modificata in maniera determinante in un dato periodo (sentenze 9C_413/2008 del 14 novembre 2008 consid. 1.3, 9C_270/2008 del 12 agosto 2008 consid. 2.2 e I 865/06 del 12 ottobre 2007 consid. 4 con riferimenti).
4.3 Nel contestare la valutazione delle istanze precedenti, il ricorrente si limita in gran parte a riprendere testualmente le considerazioni espresse in sede cantonale e non si confronta di riflesso, come dovrebbe, con le argomentazioni sviluppate dal Tribunale cantonale. In questa misura il ricorso pone evidenti problemi di ammissibilità (<ref-law>; <ref-ruling>). Ma anche a prescindere da questa considerazione e nei limiti della loro ammissibilità, le contestazioni ricorsuali non permettono di concludere che l'accertamento dei fatti o la valutazione delle prove criticati sarebbero manifestamente insostenibili o in chiaro contrasto con la situazione di fatto, si fonderebbero su una svista manifesta o contraddirebbero in modo urtante il sentimento di giustizia e di equità. Non basta contrapporre la propria opinione personale - quand'anche possa apparire sostenibile o addirittura preferibile - per qualificare come arbitrario l'apprezzamento delle prove operato dal primo giudice. È però quanto ha fatto in gran parte il ricorrente.
4.3.1 In particolare non rende qualificatamente censurabile la valutazione del primo giudice il fatto di essersi fondato sulla perizia 23 novembre 2006 del dottor J._ per risolvere la questione della (in)capacità lavorativa residua in ambito psichiatrico. Il giudice di prime cure ha infatti spiegato e tutelato le ragioni per le quali l'amministrazione aveva deciso di fare capo a una seconda valutazione psichiatrica dopo quella emessa il 26 settembre 2006 dal dottor B._. Quest'ultimo - alle cui considerazioni si richiama l'insorgente per sostenere la sua tesi - aveva infatti espressamente indicato di non disporre degli elementi sufficienti per definire l'incapacità lavorativa ritenendo indispensabili degli esami psicometrici. Il fatto che il primo giudice abbia pertanto ritenuto il referto del dottor B._ inconcludente e abbia avallato la decisione dei periti del Servizio X._ di disporre detti esami supplementari (a cura del dottor Moretti) commissionando in seguito una nuova valutazione specialista al dottor J._ non appare certamente arbitrario. Così come la conclusione del primo giudice in merito al tema in discussione non può dirsi arbitraria per la pretesa assenza di una anamnesi nel referto del dottor J._. Il perito psichiatrico ha infatti ripreso le informazioni in atti contenute nei precedenti referti, compreso quello recente del dottor B._, che sembravano del resto coincidere. Per il resto, non potendosi prevalere di documentazione specialistica di senso contrario, l'insorgente si limita in sostanza a contrapporre la propria valutazione personale a quella peritale, la quale ha chiaramente individuato un miglioramento dello stato di salute psichico riconducibile alla scomparsa, nel corso degli anni, di una serie di sintomi attinenti alla sindrome posttraumatica da stress precedentemente posta, seppure con una trasformazione più importante segnatamente sul piano somatoforme.
4.3.2 Quanto al lungo periodo di tempo intercorso tra la perizia del Servizio X._ del 30 novembre 2006 e la decisione di riduzione della rendita del 4 ottobre 2010, è sufficiente il rilievo che l'insorgente non ha fatto valere alcun elemento medico suscettibile di indicare che tra il 2006 e il 2010 vi sia stata una modificazione della situazione valetudinaria, nel senso di un suo peggioramento. Neppure sembrerebbe essere stato seguito il programma psicoterapico prospettato in occasione della perizia del Servizio X._. Anche per questa ragione la conclusione del primo giudice di fondarsi sulle valutazioni del Servizio X._, peraltro successivamente confermate dai medici del servizio medico regionale dell'AI, non è manifestamente censurabile.
5. Ne discende che il ricorso dev'essere respinto nei limiti della sua ricevibilità. A seguito del riconoscimento dell'assistenza giudiziaria con gratuito patrocinio (decreto del 17 agosto 2011), le spese giudiziarie sono provvisoriamente prese a carico dalla cassa del Tribunale. Il ricorrente viene però reso attento che qualora fosse più tardi in grado di pagare, sarà tenuto a risarcirle (<ref-law>). Per lo stesso motivo, l'avvocato Sciuchetti ha diritto a una indennità a titolo di patrocinio d'ufficio.

Per questi motivi, il Tribunale federale pronuncia:
1. Nella misura in cui è ammissibile, il ricorso è respinto.
2. Le spese giudiziarie di fr. 500.- sono poste a carico del ricorrente, ma sopportate provvisoriamente dalla Cassa del Tribunale federale.
3. La Cassa del Tribunale verserà all'avvocato Sergio Sciuchetti la somma di fr. 2'800.- a titolo di patrocinio per la procedura federale.
4. Comunicazione alle parti, al Tribunale delle assicurazioni del Cantone Ticino e all'Ufficio delle assicurazioni sociali.