Faits:
A. A.a K._, née le 16 janvier 1952, a été engagée par contrat du 1er juin 2004 comme éducatrice à 80% auprès de la Garderie X._ (ci-après: l'employeur), dès le 1er septembre 2004 et pour une durée indéterminée.
Le contrat disposait que la déduction pour la prévoyance professionnelle serait opérée selon le règlement de la caisse à laquelle l'employeur était affilié. Il subordonnait l'engagement au dépôt d'un certificat médical d'entrée attestant d'un bon état de santé au moment de l'engagement, condition également prévue par la Convention collective de travail des centres d'accueil de la petite enfance (CCT) dont faisait partie l'employeur. Aux termes de l'art. 31 CCT, l'employeur garantissait à son personnel des prestations au moins équivalentes à celles du Fonds AVOP-AVTES.
Le règlement du fonds AVOP-AVTES stipulait que la personne à assurer devait signer, pour son admission, une déclaration d'adhésion et remplir un questionnaire de santé (art. 5 par. 1).
Aucun questionnaire de santé n'a été remis à l'assurée lors de l'engagement, pas plus que durant le reste de l'année 2004 et aucune réserve n'a été émise cette année-là.
A.b K._, dès le mois de juillet 2004, a présenté un syndrome irritatif et modérément déficitaire sur le plan moteur, dans le territoire C8 droit. Des examens médicaux pratiqués par le docteur H._, spécialiste FMH en médecine interne, ont confirmé la présence d'une hernie discale C7-D1 paramédiane droite, légèrement foraminale, en conflit avec la racine C8.
Dès novembre 2004 l'intéressée a été incapable de travailler et au début du mois de février 2005 elle a été opérée auprès du Service de neurochirurgie de l'Hôpital Y._; l'opération n'a pas été couronnée de succès, les douleurs qui l'affligeaient ayant persisté.
A.c Par courrier du 30 novembre 2004, les Retraites populaires ont adressé à l'employeur, par l'intermédiaire de son mandataire PA Prestations d'assurance, des contrats d'affiliation à l'institution de prévoyance portant les numeros 6262 et 6263, deux plans de prévoyance et un stock de demandes d'affiliation. Dans cette correspondance il était précisé que le formulaire « Etat de santé » devait être remis à chacune des personnes à assurer et que les affiliations de celles-ci pourraient faire l'objet d'éventuelles réserves médicales.
Le contrat d'affiliation no 6262 a été signé par l'employeur le 9 décembre 2004; il est entré en vigueur avec effet rétroactif au 1er août 2004 et son échéance était prévue au 31 décembre 2009.
Le 18 février 2005, les Retraites populaires ont fait parvenir à l'employeur un nouvel exemplaire du contrat d'affiliation no 6262, qui prévoyait une entrée en vigueur rétroactive au 1er janvier 2005 et une durée minimale d'un an, avec reconduction tacite d'année en année; ce document a été signé par l'employeur le 20 mai 2005.
Le 24 mars 2005, K._ a rempli une déclaration de santé dans laquelle elle indiquait être en traitement auprès du docteur H._ depuis 2004 pour une hernie discale et avoir subi une intervention chirurgicale.
Par correspondance du 7 avril 2005, les Retraites populaires ont demandé au docteur H._ de leur fournir des renseignements médicaux sur l'assurée du fait qu'elle était candidate à une couverture surobligatoire du 2ème pilier pour les risques invalidité et décès. Le 14 avril 2005, ce médecin a établi un rapport dans lequel il attestait que K._ souffrait de hernie discale cervicale C7-D1, comprimant la racine C8 droite, en indiquant que le traitement était en cours; le 27 avril 2005, il a ajouté que c'était une IRM pratiquée le 7 juillet 2004 qui avait permis de déceler l'affection dont souffrait sa patiente.
Le 19 mai 2005, les Retraites populaires ont communiqué à l'intéressée que son affiliation serait grevée d'une réserve médicale d'une durée de cinq ans pour les prestations dues en cas d'invalidité pour les suites de « toute atteinte de la colonne cervicale ». Dans cette hypothèse et pendant une période de cinq ans, elles seraient habilitées à réduire les prestations au montant correspondant aux dispositions minimales. Par la même occasion elles lui ont transmis un document intitulé « Acceptation de réserves médicales » en la priant de bien vouloir le signer, ce que K._ a fait le 26 mai en indiquant n'avoir « de toute façon pas le choix ».
Le 31 mai 2005, les Retraites populaires ont établi une police de prévoyance professionnelle no 954831 aux termes de laquelle K._ était affiliée depuis le 1er septembre 2004.
Par l'intermédiaire du Syndicat suisse des services publics, l'assurée a contesté, le 22 septembre 2005, la réserve grevant son affiliation ainsi que la validité de l'accord qu'elle avait donné à l'institution d'une telle réserve.
Le 30 septembre 2005, les Retraites populaires ont maintenu leur point de vue en relevant que les troubles dont souffrait l'intéressée avaient été décelés le 7 juillet 2004, à savoir avant l'affiliation au 1er septembre.
Le 19 janvier 2006, l'assurée a demandé aux Retraites populaires de renoncer à la réserve qui avait été apposée tardivement. Le 30 janvier suivant, les Retraites populaires ont répondu qu'elles ne renonçaient pas à la réserve.
B. Par acte du 16 février 2006, K._ a ouvert action devant le Tribunal des assurances du canton de Vaud. Elle a conclu à la constatation de la nullité de la réserve, voire à son annulation, en faisant valoir la tardiveté avec laquelle la réserve avait été constituée et la nullité de l'approbation de cette dernière.
Par jugement du 21 février 2007, le Tribunal cantonal des assurances a admis la demande en considérant que la réserve n'avait pas été formulée en temps utile aux termes de la réglementation de la LCA et que l'acceptation de la réserve par l'assurée ne modifiait rien à la situation; par surabondance, il a constaté qu'aucun certificat médical ou déclaration de santé n'avait été exigé par l'employeur, ni au moment de l'engagement de l'intéressée, ni au début des rapports de travail, ni même pendant tout le reste de l'année 2004, de sorte que l'attitude de l'employeur devait être interprétée comme une renonciation à l'exigence d'un certificat médical ou d'une déclaration de santé.
C. Les Retraites Populaires interjettent un recours en matière de droit public contre ce jugement par lequel elles concluent au rejet de l'action de l'assurée en alléguant que les règles de la LCA n'étaient pas applicables en l'espèce, d'une part, et que la renonciation de l'employeur à exiger de l'intéressée la documentation nécessaire ne liait pas l'institution de prévoyance, d'autre part.
Tandis que K._ conclut principalement à l'irrecevabilité du recours, et, subsidiairement, à son rejet, l'Office fédéral des assurances sociales renonce à prendre position.

Considérant en droit:
1. La deuxième Cour de droit social du Tribunal fédéral est compétente pour statuer en dernière instance sur la question de savoir si l'institution de prévoyance était en droit de grever l'affiliation de l'intimée d'une réserve pour les prestations dues en cas d'invalidité dans la prévoyance surobligatoire (<ref-law> et art. 35 let. e du Règlement du Tribunal fédéral du 20 novembre 2006; RS 173.110.131). Le grief de l'intimée selon lequel la Cour de céans ne serait pas compétente n'est pas pertinent.
2. Le recours peut être interjeté pour violation du droit, tel qu'il est délimité par les art. 95 et 96 LTF. Le Tribunal fédéral applique le droit d'office (<ref-law>). Il n'est donc limité ni par les arguments soulevés dans le recours ni par la motivation retenue par l'autorité précédente; il peut admettre un recours pour un autre motif que ceux qui ont été invoqués et il peut le rejeter en adoptant une argumentation différente de celle de l'autorité précédente (cf. <ref-ruling> consid. 1.4 p. 140).
3. En l'espèce il s'agit essentiellement de déterminer si l'institution d'une réserve pour les prestations supérieures à la prévoyance minimale en raison d'un état de santé défectueux doit être examiné à la lumière des dispositions statutaires des Retraites populaires, comme le soutient l'institution de prévoyance, ou à celle des dispositions de la LCA, comme l'affirment les premiers juges.
4. Comme l'a justement rappelé l'autorité judiciaire de première instance, selon la jurisprudence et la doctrine, si les rapports existant entre une institution de prévoyance et un assuré ne sont pas régis par la LCA, cette loi n'en trouve pas moins application par analogie et à titre subsidiaire dans la prévoyance plus étendue (<ref-ruling> consid. 4b p. 225; Hermann Walser, Weitergehende berufliche Vorsorge, in: Schweizerisches Bundesverwaltungsrecht [SBVR], Soziale Sicherheit, Bâle 2007, p. 2111 ch. 69).
L'art. 12 du Règlement de prévoyance des Retraites populaires en vigueur depuis le 1er janvier 2004 dispose sous le titre « Admission, réserve de santé » ce qui suit:
« Dans la prévoyance professionnelle supérieure au minimum LPP ou hors-LPP, l'institution de prévoyance délivre à l'assuré une déclaration de santé à compléter et à lui retourner.
L'institution de prévoyance peut exiger en outre un examen médical ou un rapport médical concernant l'assuré, effectué ou établi par un médecin agréé et rétribué par elle.
Suivant le résultat du bilan de santé, l'institution de prévoyance peut fixer une ou plusieurs réserves d'une durée maximale de 5 ans. Dans ce cas, l'institution de prévoyance notifie sa décision, par écrit, à l'assuré.
La couverture prend effet lorsque la confirmation en est donnée par écrit à l'assuré.
Dans la prévoyance professionnelle supérieure au minimum LPP, une couverture provisoire et limitée au minimum LPP est accordée jusqu'à la confirmation de l'institution de prévoyance.
Dans la prévoyance professionnelle hors-LPP, aucune couverture provisoire n'est accordée.
Les alinéas 1 à 6 ci-dessus s'appliquent par analogie lors d'une augmentation de la couverture d'assurance. »
L'institution recourante considère qu'il n'y a pas de lacune dans cette réglementation et que l'application de la LCA à titre subsidiaire n'entrait donc pas en considération.
Les premiers juges estiment au contraire qu'il fallait appliquer en l'espèce l'<ref-law>, singulièrement l'alinéa 2 de cette norme. Aux termes de l'<ref-law>, «est considérée comme acceptée la proposition de prolonger ou de modifier un contrat ou de remettre en vigueur un contrat suspendu, si l'assureur ne refuse pas cette proposition dans les quatorze jours après qu'elle lui est parvenue». L'<ref-law> dispose quant à lui que «lorsqu'un examen médical est exigé par les conditions générales de l'assurance, la proposition est considérée comme acceptée, si l'assurance ne la refuse pas dans les quatre semaines après qu'elle lui est parvenue».
5. L'argumentation des premiers juges ne peut être suivie. Force est en effet de constater qu'au moment où les Retraites populaires ont communiqué à l'intéressée que son affiliation serait grevée d'une réserve, le 19 mai 2005, les rapports de prévoyance pour les prestations supérieures aux montants correspondant aux dispositions minimales n'étaient pas encore donnés, puisque ceux-ci étaient subordonnés aux conditions de la procédure d'admission et sont venus à chef par l'établissement de la police de prévoyance professionnelle le 31 mai 2005. Une application de l'<ref-law> n'entrait dès lors pas en considération, cette norme ne pouvant s'appliquer qu'aux contrats existants (cf. Gerhard Stoessel, in Honsell/Vogt/Schnyder [éd.], Kommentar zum Schweizerischen Privatrecht [Basler Kommentar], Bundesgesetz über den Versicherungsvertrag [VVG], Bâle 2001, no 8 ad art. 2). On ne voit d'ailleurs pas quelle autre disposition de la LCA pourrait entrer en considération en l'espèce, par analogie ou à titre subsidiaire. Dans cette phase d'admission, l'institution de prévoyance était en droit, comme elle l'a fait et conformément à ses dispositions internes, de formuler une réserve sans devoir respecter des délais péremptoires et de ne pas accorder la couverture d'assurance avant d'en donner confirmation à l'assurée. On ne saurait en effet poser des exigences par trop sévères dans ce domaine, celui de la prévoyance professionnelle plus étendue, où il n'existe aucune obligation de contracter (cf. Hans Michael Riemer/Gabriela Riemer-Kafka, Das Recht der beruflichen Vorsorge in der Schweiz, 2ème éd., Berne 2006 p. 107 no 17). Tout au plus, l'institution de prévoyance aurait pu se référer à l'<ref-law>, plus défavorable à l'intéressée, qui prévoit la nullité du contrat lorsque le risque est déjà survenu (cf. Riemer/Riemer-Kafka, op. cit., p. 107 no 19).
Il y aurait éventuellement lieu de se demander quel serait le sort du litige au cas où l'institution de prévoyance aurait agi dans des délais manifestement trop longs. Tel n'est cependant pas le cas en l'espèce. Comme l'indique le Tribunal cantonal des assurances, on peut considérer que la proposition d'assurance est entrée dans la sphère de l'institution de prévoyance au plus tard le 7 avril 2005, date à laquelle cette dernière a adressé au docteur H._ un courrier en lui demandant de fournir des renseignements médicaux sur l'assurée. Or, l'institution a communiqué à l'intéressée que l'affiliation serait grevée d'une réserve le 19 mai 2005, soit dans un délai raisonnable au sens de ce qui vient d'être exposé.
6. En outre, contrairement à ce qu'affirment les premiers juges, l'attitude de l'employeur, qui n'avait exigé aucun certificat médical ni déclaration de santé pendant toute l'année 2004, ne peut signifier une renonciation à l'exigence de la présentation de données médicales de la part de la recourante. En effet, les règles sur la visite médicale (ch. 11 du contrat de travail et l'art. 4 de la CTT) relevées par les premiers juges ne concernent que les rapports employeur/employé et non les rapports recourante/intimée.
En tout état de cause, on ne peut reprocher aux Retraites populaires d'avoir agi tardivement, si l'on tient compte du fait que ces dernières ont adressé à l'employeur des contrats d'affiliation, avec les demandes d'affiliation corrélatives pour les employés à assurer, le 30 novembre 2004, qu'une première version du contrat d'affiliation a été signée par ce dernier le 9 décembre 2004 et une seconde version le 20 mai 2005.
7. Dans ces conditions, la question de savoir quelle est la portée de l'acceptation du 26 mai 2005 de la réserve par l'assurée peut rester indécise.
8. Vu ce qui précède, l'autorité judiciaire de première instance a violé le droit fédéral en considérant que les Retraites populaires ne pouvaient grever l'affiliation de K._ d'une réserve.

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours en matière de droit public est admis. Le jugement du Tribunal cantonal des assurances du canton de Vaud du 21 février 2007 est annulé et l'action de K._ du 16 février 2006 rejetée.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 500 fr., sont mis à la charge de l'intimée.
3. Le présent arrêt est communiqué aux parties, au Tribunal des assurances du canton de Vaud et à l'Office fédéral des assurances sociales.
Lucerne, le 16 mai 2008
Au nom de la IIe Cour de droit social
du Tribunal fédéral suisse
p. le Président: La Greffière:
Borella Fretz