Fatti:
A. Nel quadro di un'operazione volta al finanziamento della Z._ SA, Nevers (Francia) - poi divenuta K._ SA - la banca X._ ha emesso, il 4 gennaio 1995, un atto di garanzia di FF 22'500'000 a favore della banca W._, Parigi, sottoposto al diritto svizzero e al foro di Lugano.
Successivamente la somma garantita è stata aumentata a FF 22'600'000; la società beneficiaria è divenuta - in seguito ad una fusione - Y._ SA e la validità della garanzia è stata prolungata sino al 3 marzo 1998.
B. Onde ottenere l'adempimento della predetta garanzia, il 14 marzo 2000 Y._ SA (attrice) si è rivolta direttamente al Tribunale d'appello del Cantone Ticino, chiedendo la condanna della banca X._ (convenuta) al pagamento di fr. 5'600'000.--, oltre interessi al 6% dal 3 marzo 1998.
La banca X._ si è opposta all'azione asseverando, in primo luogo, che l'atto sul quale la pretesa attorea si fonda non è una garanzia bancaria a prima richiesta (astratta) bensì una fideiussione semplice, della quale non sono però ossequiati i requisiti di forma. Essa ha poi invocato tutta una serie di eccezioni tratte dal contratto sottoscritto dalle parti il 30 giugno 1994, nell'ambito della complessa operazione di risanamento del gruppo Z._.
In particolare la convenuta ha rimproverato all'attrice di aver disdetto i crediti a K._ SA, impedendo così il raggiungimento dell'obiettivo ch'esse si erano prefisse, vale a dire il suo risanamento. Per questo motivo, in via riconvenzionale, ha postulato la condanna di Y._ SA al versamento di fr. 24'050'000.--, pari al valore della suddetta società al momento della sua messa in liquidazione. Parte attrice ha avversato la domanda riconvenzionale eccependo l'incompetenza del foro luganese, la litispendenza davanti al Tribunal de commerce di Nevers, nonché l'assenza di legittimazione attiva della banca X._.
La procedura cantonale è stata dunque limitata all'esame di queste eccezioni. Con sentenza 5 agosto 2003 la II Camera civile del Tribunale d'appello del Cantone Ticino ha accolto l'eccezione d'incompetenza e respinto l'azione riconvenzionale siccome non fondata sul medesimo "contratto o titolo" ai sensi dell'art. 6 n. 3 Convenzione di Lugano. Dato l'esito del procedimento, la Corte ticinese ha rinunciato all'esame delle ulteriori eccezioni sollevate in via preliminare.
C. Tempestivamente insorta dinanzi al Tribunale federale con un ricorso per riforma fondato sulla violazione della predetta disposizione convenzionale, la banca X._ domanda il riconoscimento della competenza materiale, territoriale o internazionale dell'autorità giudiziaria ticinese per pronunciarsi sull'azione riconvenzionale. Essa postula pertanto il rinvio della causa al tribunale cantonale per esame delle altre eccezioni preliminari.
Con risposta del 19 novembre 2003 Y._ SA propone la reiezione integrale del gravame.

Diritto:
1. Il Tribunale federale si pronuncia d'ufficio e con pieno potere d'esame sull'ammissibilità del ricorso per riforma (<ref-ruling> consid. 2).
1.1 In linea di principio, il ricorso per riforma è ammissibile solamente contro decisioni finali emanate dall'ultima istanza cantonale (art. 48 cpv. 1 OG).
In concreto, la sentenza impugnata non è finale (sulla nozione di decisione finale cfr. <ref-ruling> consid. 3b con rinvii). Si tratta di una decisione incidentale separata dal merito. Essa può ciononostante fare l'oggetto di un ricorso per riforma in virtù dell'art. 49 cpv. 1 OG, per il quale tale rimedio può essere interposto contro decisioni pregiudiziali o incidentali qualora venga fatta valere la violazione di prescrizioni del diritto federale sulla competenza per materia, per territorio o - come nel caso in rassegna - internazionale (art. 49 OG; cfr. <ref-ruling> consid. 1).
1.2 Interposto tempestivamente dalla parte soccombente nel quadro di una causa civile di natura pecuniaria con un valore superiore a fr. 8'000.--, il gravame si avvera anche per il resto ricevibile (art. 43, 46, 54 e 55 OG).
2. La lite verte sull'applicazione dell'art. 6 n. 3 Convenzione di Lugano (CL; RS 0.275.11), giusta il quale il convenuto riconvenzionale può essere citato davanti al giudice presso il quale è stata proposta l'azione principale qualora le due domande nascano dal medesimo contratto o dal medesimo titolo.
2.1 Sulla base di una "interpretazione letterale e rigorosa" della citata norma l'autorità ticinese ha stabilito che nel caso di specie queste condizioni non sono realizzate perché la pretesa principale trae origine dall'impegno di garanzia 4 gennaio 1995, mentre l'azione riconvenzionale poggia sugli accordi 30 giugno e 29 dicembre 1994 concernenti il risanamento della K._ SA. In altre parole, hanno concluso i giudici cantonali, le due pretese non si basano sullo stesso contratto né sullo stesso titolo, poiché da un lato si parla di garanzia, mentre dall'altro si accenna a violazioni contrattuali che non riguardano però il contratto di garanzia bensì "altra diversa e più complessa fattispecie fattuale e giuridica".
2.2 La convenuta sostiene che l'azione principale fondata sulla garanzia 4 gennaio 1995 e l'azione riconvenzionale avente per oggetto la violazione dell'accordo 30 giugno 1994 nascono dal medesimo contratto, per cui la Corte ticinese è competente per giudicarle entrambe. Gli accordi per il risanamento Z._ SA, rispettivamente K._ SA, si sarebbero infatti concretati nel contratto 30 giugno 1994 (doc. G), il cui art. 8, in particolare, sanciva l'impegno delle parti di assicurare i bisogni di finanziamento a corto termine della società in ragione di metà ciascuno. La dichiarazione di garanzia 4 gennaio 1995 (doc. N) non è che un atto di esecuzione resosi necessario "per formalizzare le pattuizioni contemplate dal doc. G", del quale è parte integrante.
In via subordinata, per il caso in cui venisse ammessa l'esistenza di due contratti distinti, la convenuta aggiunge che alla base delle due azioni sta comunque un'unica fattispecie, ovverosia l'operazione di salvataggio di Z._ SA. L'interdipendenza di fatto tra il contratto doc. G e la garanzia doc. N è pertanto tale da giustificare comunque la riunione dei fori, anche volendo adottare un'interpretazione restrittiva dell'art. 6 n. 3 CL.
2.3 L'attrice obietta che l'accordo 30 giugno 1994 costituiva una semplice proposta non vincolante, che non si è mai concretizzata.
Precisa poi che la garanzia bancaria 4 gennaio 1995, emessa per crediti a corto termine, è del tutto autonoma e indipendente dalla proposta di accordo 30 giugno 1994 e dalla convenzione 29 dicembre 1994, le quali si inserivano invece nel contesto dei crediti a lungo termine. L'azione principale e quella riconvenzionale derivano dunque da contratti e fatti differenti.
2.4 Prima di passare all'esame degli argomenti sollevati dalle parti, occorre rilevare che l'autorità cantonale non ha (ancora) qualificato l'accordo di garanzia 4 gennaio 1995. Anche nel presente giudizio, pertanto, si parlerà di garanzia o contratto di garanzia in senso lato, senza volere con ciò pregiudicare una qualifica successiva.
3. L'art. 1 del protocollo n. 2 relativo all'interpretazione uniforme della Convenzione di Lugano stabilisce che i giudici di ciascuno Stato contraente devono tenere conto dei principi definiti da ogni decisione pertinente emessa dai giudici degli altri Stati. Nel preambolo di questo protocollo gli Stati contraenti hanno inoltre rammentato che la Convenzione di Lugano ha recepito la sostanza della Convenzione di Bruxelles del 27 settembre 1968, per cui la vecchia giurisprudenza della Corte di Giustizia delle Comunità Europee (CGCE) rimaneva valida. Si è quindi voluto promuovere, in linea di massima, un'interpretazione unitaria delle norme convenzionali, che non sempre si concilia con i criteri d'interpretazione classici né con le costruzioni dogmatiche o con gli istituti del diritto interno (<ref-ruling> consid. 5.2.1 pag. 631; <ref-ruling> consid. 3c con rinvii).
I principi appena esposti valgono anche per l'applicazione dell'art. 6 n. 3 CL (Kropholler, Europäisches Zivilprozessrecht, 7a ed., Heidelberg 2002, n. 38 ad art. 6 CL; Donzallaz, La Convention de Lugano, Berna 1998, n. 5560 in fine; Geimer/Schütze, Europäisches Zivilverfahrensrecht, München 1997, n. 59 ad art. 6 CL).
4. L'argomento della convenuta secondo cui l'azione principale e l'azione riconvenzionale derivano dal medesimo contratto non è fondato.
La prima trae infatti origine dall'inadempimento del contratto di garanzia 4 gennaio 1995, la seconda, invece, dalle convenzioni 30 giugno e 29 dicembre 1994. Con il contratto 4 gennaio 1995 la convenuta garantiva semplicemente all'attrice - fino a concorrenza di un importo ed entro una scadenza ben determinati - i crediti concessi alla K._ SA; lo hanno sottoscritto solo l'attrice e la convenuta. Le convenzioni 30 giugno e 29 dicembre 1994 ponevano per contro le basi della complessa operazione di risanamento del gruppo Z._, prova ne sia il fatto che la seconda è stata firmata pure da J._ SA e K._ SA. In altre parole, vi è diversità sia nella forma sia nella sostanza.
Su questo punto, come preannunciato, la sentenza impugnata appare dunque corretta.
5. La diversità dei contratti non esclude necessariamente la proponibilità dell'azione riconvenzionale: l'art. 6 n. 3 CL prevede infatti anche l'eventualità che le due pretese nascano dal medesimo titolo.
È ciò che la convenuta assevera in via subordinata. Essa rileva anzitutto che il termine "titolo" dell'art. 6 n. 3 CL è stato tradotto "Sachverhalt" in tedesco e "fait" in francese; essa suggerisce pertanto di attribuirgli il significato di fattispecie. Chiarito questo aspetto, asserisce che vi è appunto una stretta interdipendenza di fatto tra la convenzione 30 giugno 1994 (doc. G) e la garanzia 4 gennaio 1995 (doc. N).
5.1 Il sostantivo titolo è stato tradotto in più modi nella convenzione: ai fini della determinazione della litispendenza secondo l'art. 21 CL, ad esempio, l'espressione "domande aventi il medesimo titolo" è stata tradotta "Klagen wegen desselben Anspruchs" in tedesco e "demande ayant le même objet et la même cause" in francese (il Tribunale federale ha chiarito il significato di questa espressione nella <ref-ruling> consid. 5, invero senza preoccuparsi delle differenze linguistiche; cfr. anche la sentenza inedita 25 gennaio 2001, causa 4C.207/2000 consid. 6). Tale situazione va probabilmente ricondotta al fatto che nella lingua italiana questo vocabolo ha diversi significati: limitatamente a quelli di valenza giuridica esso può in effetti definire il fatto per effetto del quale un diritto viene attribuito a un soggetto, il documento che lo comprova oppure ancora il documento che consente di promuovere un'esecuzione forzata (cfr. www.garzantilinguistica.it, UTET 2003).
Ora, sebbene l'art. 68 CL stabilisca che i quattordici testi nei quali la convenzione è stata tradotta fanno tutti egualmente fede, appare necessario privilegiare un'interpretazione unitaria e concludere - con la convenuta - che l'art. 6 n. 3 CL permette d'introdurre l'azione riconvenzionale davanti al foro dell'azione principale se le due azioni si fondano sui medesimi fatti nel senso che verrà meglio definito qui di seguito. Si può inoltre ricordare che anche nella versione inglese della convenzione il termine "titolo" è stato tradotto "facts".
5.2 La dottrina - pertinentemente citata dalla convenuta - menziona in particolare una sentenza emanata il 18 febbraio 1994 dalla Corte di cassazione francese, nella quale è stato deciso che l'azione riconvenzionale di risarcimento promossa dal concessionario per violazione della clausola di esclusività contenuta nel contratto-quadro poteva essere proposta dinanzi al foro dell'azione principale avviata dal concedente per l'incasso del prezzo dei prodotti forniti in esecuzione di un contratto d'applicazione (Kropholler, op. cit., nota a pié di pagina n. 72 ad art. 6 CL; Donzallaz, op. cit., n. 5567).
Ciò che, in definitiva, conta è dunque l'esistenza di un rapporto di connessione stretto tra le due pretese (Kropholler, op. cit., n. 38 ad art. 6 CL; Donzallaz, op. cit., n. 5560 e 5566). Lo scopo del foro speciale dell'art. 6 n. 3 CL è infatti di concentrare le procedure ed evitare quindi giudizi contraddittori quando vi è una forte connessione fattuale delle pretese (cfr. Geimer/Schütze, op. cit., n. 48 ad art. 6 CL; Donzallaz, op. cit., n. 5548). Anche il Tribunale federale, pur senza aver dovuto approfondire la questione specifica posta dall'art. 6 n. 3 CL, ha di recente richiamato il citato giudizio della Corte di cassazione francese (<ref-ruling> consid. 3.1 pag. 233 in fine) e ricordato che l'art. 6 n. 3 CL esige l'esistenza di un "Sachzusammenhang" tra l'azione principale e quella riconvenzionale (sentenza 3 settembre 2002, causa 4P.32/2002 consid. 2.3, pubblicata in Pra 2003 n. 15 pag. 70).
5.3 La tesi formulata in via subordinata dalla convenuta può essere così riassunta.
All'art. 8 della convenzione 30 giugno 1994 (doc. G) le parti si sono impegnate a finanziare in ragione di metà ciascuno - la convenuta "par signature" - i bisogni a corto termine di Z._ SA; questo patto è assimilabile ad un contratto quadro. Il 4 gennaio 1995 (doc. N) la convenuta ha attuato tale impegno garantendo il 50% dei crediti concessi dall'attrice. In altre parole, con questo atto essa ha eseguito il contratto-quadro.
Se così fosse, l'analogia con il caso francese sarebbe evidente: l'azione principale si fonderebbe sul contratto di esecuzione rimasto inadempiuto da parte della convenuta, mentre quella riconvenzionale deriverebbe dal contratto-quadro che l'attrice avrebbe violato disdicendo i crediti concessi a Z._ SA. Si dovrebbe pertanto riconoscere, nell'interesse di un'interpretazione unitaria della norma convenzionale, l'esistenza di una connessione di fatto tra le due azioni tale da giustificare la necessità di riunire i fori.
5.4 Il Tribunale federale non è tuttavia in grado di decidere la causa sotto questo profilo, poiché la sentenza impugnata non contiene accertamenti di fatto concernenti i rapporti - ovverosia la connessione di fatto - tra l'art. 8 della convenzione 30 giugno 1994 e la garanzia 4 gennaio 1995. Essa è stata infatti emanata prescindendo espressamente da tali aspetti. Sennonché si tratta, per i motivi addotti al considerando precedente, di fatti determinanti ai fini del giudizio sul foro dell'azione riconvenzionale.
6. Ciò comporta l'annullamento della sentenza impugnata e il rinvio della causa all'autorità cantonale affinché completi gli accertamenti di fatto nel senso appena esposto (art. 64 cpv. 1 OG). La Corte ticinese dovrà in particolare verificare se i due accordi sono effettivamente interdipendenti, così come affermato dalla convenuta. In caso di risposta affermativa il foro luganese andrà riconosciuto anche per l'azione riconvenzionale. Questo foro dovrà per contro essere negato qualora risultassero fondate le obiezioni di fatto sollevate dall'attrice, la quale già in sede cantonale ha sostenuto che la convenzione 30 giugno 1994 costituiva solamente una proposta non vincolante e mai concretatasi, che per di più rientrava nel contesto dei crediti a lungo termine, del tutto estranei all'atto di garanzia 4 gennaio 1995, riguardante crediti a corto termine.
7. Gli oneri processuali e le spese ripetibili seguono la soccombenza (art. 156 cpv. 1 e 159 cpv. 1 e 2 OG).

Per questi motivi, il Tribunale federale pronuncia:
1. Il ricorso per riforma è accolto.
La sentenza impugnata è annullata e la causa è rinviata all'autorità cantonale per nuovo giudizio ai sensi dei considerandi.
2. La tassa di giustizia di fr. 30'000.-- è posta a carico dell'attrice, la quale rifonderà alla convenuta fr. 35'000.-- per ripetibili della sede federale.
3. Comunicazione ai patrocinatori delle parti e alla II Camera civile del Tribunale d'appello del Cantone Ticino.