Faits:
A. A partir du 1er décembre 1995, J._, né en 1935, a été mis au bénéfice d'une rente entière simple d'invalidité, assortie d'une rente complémentaire pour son épouse, E._, et de deux rentes pour les enfants du couple, A._ et B._ (décision de l'Office de l'assurance-invalidité du canton du Jura [ci-après: l'office AI] du 29 octobre 1996). Ces prestations ont été remplacées, à partir du 1er décembre 2000, par une rente simple de vieillesse et deux rentes complémentaires pour enfant (décision de la Caisse de compensation du canton du Jura du 17 novembre 2000).
B. Entre-temps, le 7 octobre 1997, E._ avait déposé une demande de prestations de l'assurance-invalidité. Par décision du 10 mars 2000, l'office AI lui a alloué un quart de rente simple d'invalidité, ainsi que deux rentes complémentaires simples pour enfant, fondées sur un degré d'invalidité de 46 pour cent. A la suite de recours successifs de l'intéressée, qui ont abouti à un arrêt du Tribunal fédéral des assurances du 9 octobre 2001, l'office AI a repris l'instruction du cas. Le 15 novembre 2002, il a rendu quatre décisions, par lesquelles il a alloué à l'assurée un quart de rente du 1er mai 1997 au 31 juillet 1997, une demi-rente du 1er août 1997 au 31 décembre 1999 et une rente entière dès le 1er janvier 2000. Du fait que le mari avait bénéficié pour la même période d'une rente d'invalidité, puis d'une rente de vieillesse, l'office AI a revu le calcul des rentes qui lui avaient été allouées, en tenant compte des éléments suivants:
- la rente d'invalidité accordée à l'épouse excluait le versement simultané d'une rente complémentaire pour l'épouse à raison de l'invalidité du mari;
- à partir du moment où l'épouse bénéficiait d'une rente entière d'invalidité, la somme des deux rentes pour le couple s'élevait au plus à 150 pour cent du montant maximum de la rente de vieillesse;
- les rentes pour enfant étaient également plafonnées lorsque les deux époux avaient droit à des rentes de cette nature.
L'office AI, par ces mêmes décisions du 15 novembre 2002, a compensé l'excédent des rentes versées au mari avec une partie des rentes allouées rétroactivement à l'épouse.
C. E._ a recouru contre les quatre décisions mentionnées, en contestant le droit de l'office AI de compenser les rentes perçues indûment par son mari avec les rentes qui lui avaient été allouées rétroactivement.
Statuant le 27 janvier 2004, le Tribunal cantonal de la République et canton du Jura, Chambre des assurances, a rejeté le recours.
D. E._ interjette un recours de droit administratif dans lequel elle conclut à l'annulation de ce jugement et demande au Tribunal fédéral des assurances d'ordonner à l'office AI de lui verser les montants de 1791 fr., 24'409 fr., 11'412 fr. et 18'473 fr.
L'office AI conclut au rejet du recours, ce que propose également l'Office fédéral des assurances sociales (OFAS).

Considérant en droit:
1. 1.1 Selon l'<ref-law> (dans sa version en vigueur du 1er janvier 1997 au 31 janvier 2002), les personnes mariées qui peuvent prétendre une rente ont droit, si elles exerçaient une activité lucrative immédiatement avant la survenance de l'incapacité de travail, à une rente complémentaire pour leur conjoint, pour autant que ce dernier n'ait pas droit à une rente de vieillesse ou d'invalidité (première phrase). D'autre part, conformément à l'<ref-law>, les hommes et les femmes qui peuvent prétendre une rente d'invalidité ont droit à une rente pour chacun des enfants, qui, au décès de ces personnes, aurait droit à la rente d'orphelin de l'assurance-vieillesse et survivants.
Conformément à l'<ref-law> (dans sa version en vigueur jusqu'au 31 décembre 2003), la rente complémentaire s'élève à 30 pour cent et la rente pour enfant à 40 pour cent de la rente d'invalidité correspondant au revenu annuel moyen déterminant. Si les deux parents ont droit à une rente pour enfant, les deux rentes pour enfants sont réduites dans la mesure où leur montant excède 60 pour cent de la rente d'invalidité maximale. L'<ref-law> est applicable par analogie au calcul de la réduction.
L'<ref-law> a la teneur suivante:
1. La somme des deux rentes pour un couple s'élève au plus à 150 pour cent du montant maximum de la rente de vieillesse si:
a. Les deux conjoints ont droit à une rente de vieillesse;
b. Un conjoint a droit à une rente de vieillesse et l'autre à une rente de l'assurance-invalidité.
2. Aucune réduction des rentes n'est prévue au détriment des époux qui ne vivent plus en ménage commun suite à une décision judiciaire.
3. Les deux rentes doivent être réduites en proportion de leur quote- part à la somme des rentes non réduites. Le Conseil fédéral règle les détails concernant notamment la réduction des deux rentes allouées aux assurés dont la durée de cotisation est incomplète.
1.2 Le fait que la recourante a été mise au bénéfice d'une rente d'invalidité (par paliers successifs) justifiait un nouvel examen de la situation des rentes accordées précédemment au mari. Conformément aux dispositions susmentionnées, leur examen justifiait la suppression rétroactive de la rente complémentaire pour épouse et une réduction rétroactive de la rente principale et des rentes pour enfants, conformément à l'<ref-law> (cf. <ref-ruling>, 127 V 119, 361; RDAT 2001 I n° 56 p. 235). Il en résultait une obligation de restituer les prestations indûment touchées par le mari (art. 47 al. 1 aLAVS, voir aussi l'<ref-law>). L'obligation de restituer comme telle n'est pas contestée. Est litigieux, en revanche, le point de savoir si l'office intimé était en droit de compenser sa créance en restitution à l'encontre du mari par des arrérages de rentes versés à l'épouse.
2. 2.1 Certaines lois spéciales en matière d'assurances sociales règlent la compensation des créances (par exemple: <ref-law> [<ref-ruling> sv. consid. 2b], <ref-law>, <ref-law>). En l'absence d'une réglementation particulière, le principe de la compensation des créances de droit public est admis comme règle générale (<ref-ruling> consid. 3b et les références citées, 111 Ib 158 consid. 3; Rüedi, Allgemeine Rechtsgrundsätze des Sozialversicherungsprozesses, in : Walter R. Schluep et al. (éd.), Recht, Staat und Politik am Ende des zweiten Jahrtausends, Festschrift zum 60. Geburtstag von Bundesrat Arnold Koller, Berne 1993, p. 454 et note n° 16). Dans ce cas, les dispositions du code des obligations qui en fixent les conditions (<ref-law>) sont applicables par analogie (<ref-ruling> consid. 2b; VSI 1994 p. 217 consid. 3).
Bien que la LPGA ne soit en l'espèce pas applicable ratione temporis (<ref-ruling> consid. 1.2 et les arrêts cités), la situation décrite ci-dessus n'a pas été modifiée par son entrée en vigueur, le 1er janvier 2003. La compensation reste réglée par les lois spéciales ou les principes généraux, sous réserve de l'<ref-law> (cf. Ueli Kieser, ATSG-Kommentar, Kommentar zum Bundesgesetz über den Allgemeinen Teil des Sozialversicherungsrechts vom 6. Oktober 2000, Zurich 2003, Remarques préliminaires, note 22; cf. <ref-ruling> consid. 5b/bb). Cette disposition règle le problème particulier - qui n'est pas en discussion ici - de la compensation d'une créance d'un tiers qualifié ou d'une autorité dans le contexte de la garantie d'un emploi des prestations conforme à leur but (voir à ce sujet Duc, Assurance sociale et assurance privée, Rapport du Groupe de travail de la Société suisse du droit de la responsabilité civile et des assurances institué pour examiner les tâches dévolues à l'assurance privée, d'une part, et celles incombant à l'assurance sociale, d'autre part, Berne 2003, p. 139 ss).
2.2 Selon l'<ref-law>, peuvent être compensées avec des prestations échues, notamment, les créances découlant de la présente loi et de la LAI. Cette disposition est applicable dans le domaine de l'assurance-invalidité en vertu de l'<ref-law>. Selon la pratique administrative, les prestations versées à tort à l'un des conjoints ne peuvent être compensées avec des prestations échues revenant à l'autre conjoint. Une exception est possible s'il existe un lien étroit, sous l'angle du droit des assurances sociales, entre les prestations revenant à chacun des époux. Cette condition est réalisée, par exemple, lorsqu'à la suite de la réalisation du deuxième risque assuré, la rente du premier conjoint doit être diminuée en raison du plafonnement ou lorsque la rente complémentaire déjà versée au conjoint invalide doit être restituée en raison de l'octroi rétroactif d'une rente AI à son conjoint (ch. 10907 et 10908 des Directives et circulaires de l'OFAS dans le domaine des rentes).
2.3 La recourante conteste la légalité de ces directives administratives, dans la mesure où elles autorisent - dans les situations envisagées - la compensation de créances entre des sujets de droit qui ne sont pas réciproquement créancier et débiteur. Une telle compensation n'est pas prévue par la loi. Par ailleurs, il serait contraire à l'esprit et au but du système législatif qu'une épouse doive rembourser des montants versés à son mari - montants dont elle n'a pas la libre disposition - alors que la LAVS, depuis sa dixième révision, introduit un droit individuel à la rente. Il serait au surplus arbitraire que le montant revenant personnellement à l'épouse dépende du moment auquel l'assurance-invalidité a statué sur ses droits. Dans le cas particulier, la recourante serait privée de sa rente par le seul fait que l'office AI a tardé à statuer.
2.4 La jurisprudence en matière d'assurances sociales soumet la compensation à l'exigence que cette mesure ne mette pas en péril les moyens d'existence du débiteur (voir par exemple <ref-ruling> consid. 2c, 111 V 103 consid. 3b). Cette exigence est à rapprocher de l'<ref-law>, aux termes duquel ne peuvent être éteintes par compensation les créances dont la nature spéciale exigent le paiement effectif entre les mains du créancier, telles que des aliments ou le salaire absolument nécessaires à l'entretien du débiteur et de sa famille (<ref-ruling> consid. 2).
De manière générale, la compensation, en droit public - et donc notamment en droit des assurances sociales - est subordonnée à la condition que deux personnes soient réciproquement créancières et débitrices l'une de l'autre conformément à la règle posée par l'<ref-law> (voir Nicolas Jeandin, Commentaire romand, Code des obligations I, n° 5 ss ad <ref-law>; <ref-ruling> consid. 3b; VSI 1994 p. 217 consid. 3). Cette règle n'est cependant pas absolue. Il a toujours été admis, en effet, que l'<ref-law> y déroge dans une certaine mesure pour prendre en compte les particularités relatives aux assurances sociales en ce qui concerne précisément cette condition de la réciprocité des sujets de droit posée par l'<ref-law> (Theo Kündig, Die Verrechnung im Sozialversicherungsrecht, thèse Berne 1960, p. 87 ss; Michel Valterio, Commentaire de la loi sur l'assurance-vieillesse et survivants, tome II [Les prestations], Lausanne 1988, p. 237 sv.; Hans Michael Riemer, Berührungspunkte zwischen Sozialversicherungs- und Privatrecht, insbesondere die Bedeutung des Privatrechtes bei der Auslegung des Sozialversicherungsrechtes durch das Eidgenössische Versicherungsgericht, in: Mélanges pour le 75ème anniversaire du Tribunal fédéral des assurances, Berne 1992, p. 161, note de bas de page 95; Ueli Kieser, Bundesgesetz über die Alters- und Hinterlassenenversicherung, Zurich 1996, p. 127 sv. ad art. 20). La possibilité de compenser s'écarte de l'<ref-law> quand les créances opposées en compensation se trouvent en relation étroite, du point de vue de la technique d'assurance ou du point de vue juridique: dans ces situations, il n'est pas nécessaire que l'administré ou l'assuré soit en même temps créancier et débiteur de l'administration (<ref-ruling> consid. 2b, 111 V 2 consid. 3a, 104 V 7 consid. 3b).
Une relation étroite de cette nature existe, par exemple, entre les cotisations personnelles dues par le père décédé et la rente d'orphelin de père (ATFA 1956 p. 190 consid. 1, 1961 p. 29 sv.). La faculté d'opérer compensation a aussi maintes fois été affirmée en ce qui concerne les cotisations personnelles du mari décédé et la rente ou l'allocation unique revenant à sa veuve (ATFA 1969 p. 93, 1953 p. 285, 1951 p. 39). Une créance de cotisations à l'encontre d'un débiteur décédé peut aussi être compensée avec les rentes de survivants revenant à ses héritiers, quand bien même ceux-ci ont répudié la succession (ATFA 1969 p. 95 let. g, 1956 p. 190 consid. 1). Il a également été jugé admissible de compenser des cotisations personnelles (y compris les frais d'administration et de poursuites) dues par l'ancien mari décédé et produites dans la procédure de bénéfice d'inventaire, avec une rente de veuve revenant à la femme divorcée (<ref-ruling>). De même, la moitié de la rente pour couple réclamée par l'épouse pouvait être compensée avec une créance en réparation du dommage (<ref-law>) contre l'époux dans la mesure, bien entendu, où - comme dans les autres cas cités - il n'en résultait pas une atteinte au minimum vital des intéressés (<ref-ruling>).
Quand les deux créances opposées en compensation portent sur des prestations, la jurisprudence a considéré que la dette d'une mère nourricière tenue à restitution d'une rente de veuve touchée indûment ne pouvait pas être compensée avec la rente d'orphelin revenant à l'enfant recueilli, faute de connexité juridique entre les deux rentes (ATFA 1956 p. 60). Une rente pour enfant versée par erreur au père ne peut pas davantage être compensée avec la rente d'invalidité à laquelle peut prétendre ultérieurement l'enfant (arrêt non publié S. du 6 juin 1988 [I 121/87]). La compensation a été admise, en revanche, dans l'affaire qui a fait l'objet de l'ATFA 1969 p. 211. Dans cette affaire, l'assuré, bénéficiaire d'une rente simple de vieillesse, n'avait pas annoncé tout de suite son mariage à l'administration de l'AVS et les époux avaient continué à percevoir deux rentes simples ordinaires de vieillesse, en lieu et place d'une rente pour couple. Par la suite, le mari avait renoncé à percevoir une rente pour couple, pour permettre le versement d'une rente ordinaire, d'un montant plus élevé, en faveur de son épouse. La possibilité de compenser une créance en restitution de la caisse à l'endroit de l'époux avec la rente plus élevée revenant à l'épouse constituait une condition sine qua non de validité de renonciation à une rente pour couple.
2.5 Il est constant, en l'espèce, que le mari était lui-même titulaire de la rente complémentaire pour épouse qui lui a été accordée en raison de son invalidité, en plus de la rente principale sujette à plafonnement en raison de la mise à l'invalidité de son épouse. Il était de même titulaire des rentes pour enfants qui ont fait l'objet d'une réduction. C'est dire que la créance en restitution de la caisse porte sur les prestations accordées au mari. Il se pose, dès lors, le problème de savoir s'il existait entre cette créance et les arriérés de rente allouée à l'épouse un lien suffisant pour que la compensation fût opposable à la recourante.
2.6 Ainsi qu'on l'a vu, le droit du mari à la rente complémentaire pour épouse était subordonné à la condition que celle-ci n'ait pas droit à une rente. Les deux prestations en cause sont ainsi exclusives l'une de l'autre. En outre, le droit de l'épouse à des rentes pour enfants impliquait nécessairement une réduction des rentes de même nature accordées au mari. La même interdépendance existe, enfin, entre la réduction de la rente principale du mari et l'allocation d'une rente entière en faveur de l'épouse. Dans ces trois éventualités, les prestations versées au mari n'étaient pas indues tant et aussi longtemps qu'un deuxième cas d'assurance n'était pas survenu en la personne de l'épouse. Elles le sont devenues automatiquement ou ipso iure lors de la réalisation de cette deuxième éventualité assurée. C'est dire que les créances en restitution de l'office AI sont, tant d'un point de vue juridique que sous l'angle des rapports d'assurance en présence, indissociablement liées aux prestations allouées à l'épouse.
2.7 Il est vrai que le passage du régime de la rente pour couple à la rente individuelle indépendante de l'état civil a constitué l'un des axes fondamentaux de la dixième révision de l'AVS (<ref-ruling> consid. 4). Le principe de la répartition des revenus des époux et de leur attribution pour moitié à chacun d'entre eux est l'élément marquant du nouveau système de calcul des rentes (art. 29quinquies al. 3 à 5 LAVS). Mais l'interdépendance des rentes individuelles est mise en évidence par les effets du plafonnement des rentes (<ref-law>), le législateur ayant posé ici une limite à une pleine individualisation des rentes accordées aux conjoints, en lieu et place de la rente pour couple de l'ancien droit. Ce plafonnement s'explique, aux yeux du législateur, par le fait que le couple représente en soi une unité économique, dont les besoins financiers sont censés être inférieurs à ceux de deux personnes vivant seules (Jürg Brechbühl, Le modèle du splitting du Conseil national - une nouvelle voie pour l'AVS et l'AI, Sécurité sociale [CHSS] 3/1993, p. 9; Ueli Kieser, Alters- und Hinterlassenenversicherung, in: Schweizerisches Bundesverwaltungsrecht, Soziale Sicherheit [SBVR], ch. 120).
2.8 Au demeurant, sous l'angle économique, les rentes allouées au mari (rente principale, rente complémentaire pour épouse et rente pour enfant) ont le même but que les rentes accordées ensuite à l'épouse avec effet rétroactif (rente d'invalidité, rente pour enfant), à savoir procurer au couple - en tant qu'entité économique - un revenu de remplacement destiné à couvrir les besoins vitaux de la famille. Les rentes versées ultérieurement à l'autre conjoint prennent, pour une part, la place des prestations versées précédemment en trop à l'autre conjoint. De ce point de vue également, il existe un rapport nécessaire de connexité entre les prestations revenant au couple.
2.9 Sur le vu de ces éléments, les directives en cause de l'OFAS - bien qu'elles ne lient pas le juge (<ref-ruling> consid. 3.2) - s'inscrivent néanmoins dans le prolongement du régime particulier de compensation instauré par l'<ref-law>. Elles n'établissent donc pas des normes qui ne soient pas conformes aux dispositions légales applicables (<ref-ruling> consid. 3.2). Admettre le contraire pourrait, dans les faits, empêcher une application effective du droit quand le montant des prestations revenant à l'un des conjoints doit être revu lors de la réalisation d'une deuxième éventualité assurée dans le couple. La demande de restitution à l'encontre du titulaire des prestations se révélerait inopérante en cas de remise de l'obligation de restituer. Une telle remise serait fréquemment accordée, dès lors que la condition de la bonne foi serait toujours réalisée et que seule devrait alors être examinée la question de la situation difficile (<ref-law> et <ref-law>; art. 47 al. 1 aLAVS). Dans nombre de cas, cette dernière condition serait également remplie, ce qui, en définitive, conduirait à un cumul injustifié de prestations, comme conséquence inévitable d'une application pourtant correcte de la loi. Cette conséquence inévitable résulte elle-même du fait qu'il existe forcément un certain décalage dans le temps de décisions interdépendantes.
En conséquence, il faut admettre que l'office intimé était en droit de compenser la créance en restitution avec des arriérés de rente dus à l'épouse.
3. A titre subsidiaire, la recourante invoque la péremption de la caisse de compensation de demander la restitution des prestations. Elle invoque l'art. 47 al. 2 aLAVS, selon lequel le droit de demander la restitution se prescrit par une année à compter du moment où la caisse de compensation a eu connaissance du fait, mais au plus tard cinq ans après le paiement de la rente.
Ce moyen n'est pas fondé. Tant que l'assurance-invalidité n'avait pas rendu sa décision, la caisse ne disposait d'aucun titre juridique pour fonder une décision en restitution. Les délais de péremption d'une année et de cinq ans ne commençaient à courir qu'au moment où la décision de l'assurance-invalidité entrait en force (voir <ref-ruling>). Au regard de cette jurisprudence, l'office intimé a indiscutablement agi en temps utile.
4. Quant aux montants sujets à compensation, ils ont fait l'objet d'un décompte détaillé que l'office intimé a produit en instance cantonale pour en expliquer le calcul. Il en ressort que la compensation porte sur la somme de 32'255 fr. (à savoir 1791 fr., 2388 fr., 9603 fr. et 18'473 fr.), le calcul effectué par l'administration n'étant pas critiquable. Au demeurant, la recourante n'expose pas en quoi ce décompte serait erroné.
5. De ce qui précède, il résulte que le recours est mal fondé.
Compte tenu de la nature du litige, la procédure est gratuite (art. 134 OJ).

Par ces motifs, le Tribunal fédéral des assurances prononce:
1. Le recours est rejeté.
2. Il n'est pas perçu de frais de justice.
3. Le présent arrêt sera communiqué aux parties, au Tribunal cantonal de la République et canton du Jura, Chambre des assurances, à la Caisse de compensation du canton du Jura et à l'Office fédéral des assurances sociales.
Lucerne, le 13 octobre 2004
Au nom du Tribunal fédéral des assurances
p. le Président de la Ire Chambre: La Greffière: