Fatti:
A. Dal 1973 al 2004 C._ ha lavorato come frontaliera presso la X._SA in qualità di operaia di produzione addetta al montaggio di piccoli elettrodomestici. Dopo essere rimasta assente per malattia dal 19 febbraio al 28 aprile 2004 e avere ancora lavorato fino al 30 aprile 2004, l'interessata è stata licenziata per il 31 luglio 2004.
Il 13 giugno 2005 C._ ha presentato una domanda volta al conseguimento di una rendita dell'AI svizzera. Dagli accertamenti medici messi in atto - fra i quali figurano una perizia 17 agosto 2005 dell'Istituto nazionale italiano della previdenza sociale di A._ e una perizia pluridisciplinare 15 settembre 2006 del Servizio accertamento medico dell'AI (SAM) -, è in particolare emersa la diagnosi con influsso sulla capacità lavorativa di sindrome depressiva ricorrente e di disturbo della personalità dipendente nonché una inabilità lavorativa del 50 % nell'ultima attività esercitata come in ogni altra occupazione proponibile.
Facendo stato di un reddito senza invalidità di fr. 31'945.- (anno di riferimento: 2004) e di un reddito base da invalido di fr. 48'584.-, poi ridotto, rispettivamente, del 4 %, 20 % e 50 %, per tenere conto della differenza tra il salario realizzato prima dell'invalidità e la (pretesa) media nel settore interessato, delle particolarità personali e professionali del caso (segnatamente: periodo di inattività, limitazioni per attività leggere, difficoltà di adattamento in una nuova attività dopo 30 anni presso lo stesso datore di lavoro ed età) nonché della (in)capacità lavorativa residua, l'Ufficio AI per gli assicurati residenti all'estero (UAI) ha assegnato un quarto di rendita, per un grado d'invalidità del 42 %, con effetto dal 1° febbraio 2005 (decisione del 13 marzo 2007).
B. Assistita dal Patronato INAS, C._ si è aggravata al Tribunale amministrativo federale invocando l'attribuzione di tre quarti di rendita. In parziale accoglimento del ricorso, per pronuncia del 16 febbraio 2009 il Tribunale amministrativo federale le ha riconosciuto il diritto a una mezza rendita AI a decorrere dal 1° febbraio 2005 (cifra 1 del dispositivo) e ha rinviato gli atti all'amministrazione affinché, considerata la più recente evoluzione della situazione valetudinaria, avviasse una procedura di revisione della decisione di rendita (cifra 2 del dispositivo). Per il resto, ha riconosciuto all'assicurata una indennità per spese e ripetibili di fr. 700.- (cifra 4 del dispositivo).
A motivazione del riconoscimento della mezza rendita, i primi giudici hanno osservato che, senza dover procedere a un'indagine comparativa dei redditi di riferimento, il grado d'invalidità corrispondeva all'incapacità lavorativa nella professione precedente ed era quantificabile nella misura del 50 %.
C. L'UAI ha presentato ricorso in materia di diritto pubblico al Tribunale federale, al quale chiede di annullare il giudizio di primo grado relativamente alle cifre 1 e 4 del dispositivo e di confermare la propria decisione del 13 marzo 2007.
Sempre patrocinata dal Patronato INAS, C._ propone la reiezione del gravame, mentre l'Ufficio federale delle assicurazioni sociali (UFAS) ha rinunciato a determinarsi.

Diritto:
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 il resto, il Tribunale federale fonda la sua sentenza sui fatti accertati dall'autorità inferiore (art. 105 cpv. 1 LTF) e vi si può scostare solo qualora questo accertamento sia avvenuto in modo manifestamente inesatto o in violazione del diritto ai sensi dell'art. 95 LTF (art. 105 cpv. 2 LTF).
2. Nei considerandi dell'impugnata pronuncia, cui si rinvia, l'autorità giudiziaria competente ha già esposto le norme disciplinanti la materia (nelle versioni applicabili in concreto, in vigore fino al 31 dicembre 2007), rammentando in particolare i presupposti che secondo il diritto svizzero - per principio applicabile al caso di specie anche in seguito all'entrata in vigore, il 1° giugno 2002, dell'Accordo del 21 giugno 1999 tra la Confederazione Svizzera, da una parte, e la Comunità europea ed i suoi Stati membri, dall'altra, sulla libera circolazione delle persone (ALC), l'Accordo avendo lasciato immutata la competenza degli Stati contraenti a definire i propri sistemi di sicurezza sociale (art. 8 ALC in relazione con l'art. 1 cpv. 1 Allegato II ALC e la sua Sezione A) - devono essere adempiuti per conferire a una persona assicurata il diritto a una rendita dell'assicurazione per l'invalidità.
Così dopo aver esposto i concetti d'incapacità al lavoro (art. 6 LPGA), al guadagno (art. 7 LPGA) e d'invalidità (art. 8 LPGA e art. 4 LAI), i primi giudici, rammentati i limiti temporali del potere cognitivo del giudice nel caso di specie (<ref-ruling> consid. 3.1.1 pag. 220; <ref-ruling> consid. 1b pag. 366), hanno precisato i presupposti e l'estensione del diritto alla rendita (art. 28 cpv. 1 LAI), il metodo ordinario di confronto dei redditi per la determinazione del grado d'invalidità di assicurati esercitanti un'attività lucrativa (art. 16 LPGA), nonché i compiti del medico ai fini di tale valutazione e il valore probatorio generalmente riconosciuto ai referti medici fatti allestire da un tribunale o dall'amministrazione conformemente alle regole di procedura applicabili (<ref-ruling> consid. 4 pag. 261, 351 consid. 3b/ee pag. 353; <ref-ruling> consid. 2; <ref-ruling> consid. 3c pag. 314; <ref-ruling> consid. 1 pag. 158).
A tale esposizione può essere fatto riferimento e prestata adesione, non senza tuttavia ricordare che se la persona interessata non sfrutta in maniera completa e ragionevolmente esigibile la capacità lavorativa residua, il reddito da invalido va determinato alla luce dei dati forniti dalle statistiche salariali come risultano segnatamente dall'inchiesta svizzera sulla struttura dei salari edita dall'Ufficio federale di statistica (ISS; <ref-ruling> consid. 3b pag. 76 con riferimenti).
3. 3.1 Unico oggetto del contendere è il calcolo dell'invalidità operato dal Tribunale amministrativo federale. Controverso è in particolare il fatto che i primi giudici, inferendo il tasso di incapacità al guadagno direttamente dal grado - incontestato e risultante dagli atti - di inabilità lavorativa (50 %) attestato nella precedente (e in ogni altra) professione, abbiano rinunciato ad effettuare un raffronto dei redditi di riferimento.
3.2 Come fa notare l'Ufficio ricorrente, l'operato dei primi giudici può dare adito a qualche giustificata perplessità. Avendo infatti rinunciato ad effettuare il raffronto dei redditi e omesso così di tenere debitamente conto dell'elemento economico della nozione di invalidità, ci si può effettivamente domandare se essi non siano così incorsi in una violazione del diritto federale. Contrariamente a quanto evocato dalla pronuncia impugnata, le condizioni per eccezionalmente fare capo al confronto percentuale ("Prozentvergleich") non sembrano date (sul tema cfr. DTF <ref-ruling> consid. 3c pag. 314 seg.; sentenze 8C_294/2008 del 2 dicembre 2008 consid. 6.4.1, I 1/03 del 15 aprile 2003 consid. 5.2 e I 35/01 del 30 maggio 2001 consid. 3a). Dalla sentenza 8C_692/2007 del 4 luglio 2008 - invocata dai primi giudici a sostegno della loro tesi - non può in particolare dedursi nulla che faccia concludere nel senso indicato dal Tribunale amministrativo federale.
Quest'ultimo ha accertato in maniera vincolante che il precedente rapporto di lavoro è stato sciolto e che da allora l'opponente non ha più ripreso una nuova attività lucrativa che le permette di sfruttare in maniera completa e ragionevolmente esigibile la capacità lavorativa residua. In tali condizioni, tenuto anche conto dell'obbligo di ridurre il danno, secondo cui l'assicurato deve intraprendere tutto quanto è ragionevolmente esigibile per ovviare nel miglior modo possibile alle conseguenze della sua "invalidità", segnatamente mettendo a profitto la sua residua capacità lavorativa, se necessario, in una nuova professione (<ref-ruling> consid. 4a pag. 28 e sentenze ivi citate; Hardy Landolt, Das Zumutbarkeitsprinzip im schweizerischen Sozialversicherungsrecht, 1995, pag. 296 segg.), il reddito da invalida poteva essere determinato sulla base dei dati statistici salariali ISS e avrebbe consentito di calcolare senza difficoltà il grado d'invalidità sulla scorta di un raffronto dei redditi (<ref-ruling> consid. 4.2.1 pag. 475; <ref-ruling> consid. 3b/bb pag. 76 con riferimenti; sentenza citata 8C_294/2008, consid. 6.4.1 in fine). Tanto più che la consulente in integrazione professionale, che era la persona più indicata per verificare quali attività fossero possibili alla luce degli accertamenti medici (<ref-ruling> consid. 4 pag. 261; <ref-ruling> consid. 2 pag. 134; <ref-ruling> consid. 3c pag. 314; <ref-ruling> consid. 1 pag. 158; cfr. anche sentenza 9C_635/2007 del 21 agosto 2008 consid. 3.3; Ulrich Meyer, Rechtsprechung des Bundesgerichts zum IVG, pag. 228 seg.), nel suo rapporto finale del 20 ottobre 2006 aveva espressamente rilevato che, considerato anche il suo profilo socio-professionale, l'assicurata poteva essere inserita in attività non qualificate quali ad esempio quella di operaia in genere o di addetta al confezionamento, al montaggio e/o imballaggio.
4. Nondimeno, l'errore in cui sarebbe incorso il Tribunale amministrativo federale non provoca necessariamente l'annullamento del giudizio impugnato e l'accoglimento del ricorso se il mancato raffronto dei redditi può comunque stabilirsi agevolmente in questa sede sulla sola base degli atti - senza necessità di procedere a un inutile rinvio della causa - dando luogo allo stesso grado di invalidità di quello indicato - in maniera concettualmente opinabile - nella pronuncia impugnata. A ben vedere, infatti, l'errore commesso (omesso raffronto dei redditi) dalla precedente istanza farebbe sì che i fatti rilevanti sono stati accertati in maniera incompleta e di conseguenza in violazione del diritto federale (v. Seiler/von Werdt/Güngerich, Bundesgerichtsgesetz [BGG], 2007, no. 24 all'art. 97; Meyer, in Basler Kommentar, Bundesgerichtsgesetz, 2008, n. 59 all'art. 105 LTF). In tali circostanze, il Tribunale federale può pronunciarsi esso stesso nel merito se ciò gli risulta possibile in virtù della situazione concreta di fatto e di diritto (Meyer, op. cit., n. 62 all'art. 105 LTF e n. 12 all'art. 107 LTF).
4.1 Ora, per quanto concerne il reddito senza invalidità, quest'ultimo è stato riconosciuto dalle parti, per l'anno 2004, in fr. 31'945.- e trova riscontro nelle indicazioni fornite dall'ex datore di lavoro per l'anno precedente.
4.1.1 A tal proposito, l'opponente fa tuttavia giustamente notare che il reddito da lei percepito prima dell'invalidità era manifestamente inferiore - e non solo nella misura del 4 % riconosciuta dall'UAI - alla media dei salari pagati per un'attività paragonabile nel settore interessato e che non vi era motivo di ritenere - come del resto non lo ha fatto nemmeno l'Ufficio ricorrente - che fosse sua intenzione accontentarsi di un reddito modesto. Orbene, per tali situazioni la prassi ammette che i medesimi fattori estranei all'invalidità che hanno influenzato negativamente il reddito da valido vengano ignorati oppure presi in considerazione in uguale misura anche per la determinazione del reddito da invalido (parallelismo dei redditi di confronto: <ref-ruling>). Ciò quantomeno se - come si deve ritenere in concreto, tenuto conto delle diverse realtà del mercato del lavoro ticinese (cfr. ISS 2004, pag. 72, Tabella TA13 [Grandi regioni], Ticino, livello di esigenze 4, donne), da un lato, e di quello nazionale (ISS 2004, pag. 53, TA1, livello 4, donne) dall'altro - a un reddito senza invalidità considerevolmente inferiore alla media viene contrapposto un reddito da invalido - determinato sulla base della media nazionale nel settore privato (ISS, TA1; cfr. SVR 2007 UV n. 17 pag. 56 [U 75/03]) - realisticamente irrealizzabile nel caso di specie (<ref-ruling> consid. 3.4.4 pag. 63 con riferimenti; sul principio cfr. pure circolare AI n. 273 dell'UFAS del 6 febbraio 2009 nonché le sentenze 9C_1033/2008 del 15 gennaio 2010 consid. 5.5, 8C_44/2009 del 3 giugno 2009 consid. 4 e 8C_709/2008 del 3 aprile 2009 consid. 8).
In questi casi, il parallelismo dei redditi può realizzarsi a livello di reddito da valido mediante adeguato aumento del reddito effettivamente conseguito oppure facendo capo ai valori statistici oppure ancora a livello di reddito da invalido mediante riduzione adeguata del valore statistico (<ref-ruling> consid. 4.1 pag. 325).
Recentemente questo Tribunale ha inoltre pure avuto modo di precisare che dev'essere considerato considerevolmente inferiore alla media nel senso della <ref-ruling> e può - se ricorrono le ulteriori condizioni - giustificare un parallelismo dei dati di raffronto un reddito effettivamente conseguito che differisce di almeno il 5 % dal salario (statistico) riconosciuto nel corrispondente settore economico (e non dal valore totale mediano dell'intero settore privato come in realtà ha erroneamente fatto l'amministrazione; cfr. RtiD II-2009 pag. 194 [9C_83/2008]). In tal caso tuttavia il parallelismo si effettuerà limitatamente alla parte percentuale eccedente la soglia del 5 % (<ref-ruling> consid. 6.1.2 e 6.1.3 pag. 303 seg.). Nella stessa sentenza è stato infine confermato che i fattori estranei all'invalidità di cui si dovesse già tenere conto con il parallelismo non possono essere presi in considerazione una seconda volta in occasione della deduzione per circostanze personali e professionali (<ref-ruling> consid. 6.2 pag. 305; <ref-ruling>).
4.1.2 Nel caso di specie, il reddito senza invalidità accertato per il 2004 (fr. 31'945.-) differisce del 31.49 % rispetto a quello realizzabile a livello nazionale nel corrispondente settore economico (fr. 46'623.57, ossia fr. 3763.- : 40 x 41.3 x 12 [ISS 2004, pag. 53, TA1, cifra 30-32, livello 4, donne; La Vie économique, 12-2007, pag. 98, tabella B9.2]). Tenuto conto della giurisprudenza poc'anzi citata (consid. 4.1.1), il parallelismo dei redditi si giustifica tuttavia unicamente nella misura del 26.49 % (31.49 ./. 5). In tale misura verrà di seguito adeguato il reddito base da invalido (v. ad esempio <ref-ruling> consid. 6.1 - 6.3 pag. 328 segg.).
4.2 Quanto a quest'ultimo, esso è quantificabile in fr. 48'584.64 (ovvero: fr. 3'893.- x 41.6 : 40 x 12 [ISS 2004, pag. 53, TA1, valore totale, livello 4, donne; La Vie économique, 12-2007, pag. 98, tabella B9.2]), come del resto rilevato dall'amministrazione già in sede di decisione. Ora, deducendo da tale importo, rispettivamente, il 26.49 %, il 20 % e il 50 %, in ragione del parallelismo dei redditi, delle circostanze personali e professionali del caso (<ref-ruling>; v. sub Fatti A) riconosciute dall'UAI e della (in)capacità lavorativa residua, si ottiene un reddito da invalido di fr. 14'285.82 e, quindi, un grado d'invalidità, arrotondato (<ref-ruling>), del 55 % ([31'945 ./. 14'285.82] x 100 : 31'945) che giustifica il diritto a una mezza rendita AI. Mezza rendita che si giustificherebbe, per inciso, anche qualora si intendesse, per ipotesi, riconoscere all'opponente unicamente una riduzione percentuale del 10-15 %, anziché del 20 %, per tenere conto delle mere circostanze personali e professionali del caso. Anche in tale ipotesi infatti il grado d'invalidità si attesterebbe, rispettivamente al 50 % e al 52 %.
4.3 Ne segue che la pronuncia impugnata, sebbene opinabile nella sua motivazione, dev'essere confermata nel suo risultato. Le spese giudiziarie seguono la soccombenza e sono pertanto poste a carico dell'Ufficio ricorrente (art. 66 cpv. 1 LTF), il quale rifonderà all'opponente, patrocinata da un Patronato, un'indennità per ripetibili della sede federale (art. 68 cpv. 1 LTF; cfr. pure sentenze del Tribunale federale delle assicurazioni I 382/04 del 18 ottobre 2005 consid. 3, e I 394/03 del 16 dicembre 2004, consid. 5).

Per questi motivi, il Tribunale federale pronuncia:
1. Il ricorso è respinto nel senso dei considerandi.
2. Le spese giudiziarie di fr. 500.- sono poste a carico del ricorrente.
3. Il ricorrente verserà all'opponente la somma di fr. 2000.- a titolo di indennità di parte per la procedura d'ultima istanza federale.
4. Comunicazione alle parti, al Tribunale amministrativo federale, Corte III, e all'Ufficio federale delle assicurazioni sociali.