Sachverhalt:
A. Der 1950 geborene H._ bezog nach einem Unfall im Jahre 1979 ab 1. Januar 1984 bis Ende Oktober 1986 eine halbe Rente der Invalidenversicherung; seit 1. Januar 1986 ist er Bezüger einer Rente der Unfallversicherung im Umfang von 25 % (Rückfall zum Unfall 1979). Nachdem er während seiner Anstellung als Lastwagenchauffeur im 80 %-Pensum ab Mitte September 1987 bis Ende 2002 in der Firma Q._ zwei weitere Unfälle erlitten hatte (Februar 1992 und Mai 2001), meldete er sich am 22. Juli 2002 unter Hinweis auf ein Rückenleiden erneut bei der Invalidenversicherung zum Leistungsbezug an. Gestützt auf die medizinischen und beruflichen Abklärungen sprach die IV-Stelle des Kantons Zürich dem Versicherten mit Verfügung vom 20. April 2004 rückwirkend ab 1. September 2001 eine Viertelsrente und ab 1. Dezember 2001 eine bis Ende September 2002 befristete ganze Invalidenrente zu. Daran hielt sie mit Einspracheentscheid vom 21. November 2006 fest, dies unter Berücksichtigung eines zusätzlich veranlassten interdisziplinären Gutachtens des medizinischen Zentrums X._ vom 17. August 2006, des zuhanden der Schweizerischen Unfallversicherungsanstalt (SUVA) verfassten Gutachtens des PD Dr. med. L._, Spezialarzt FMH für Orthopädische Chirurgie, insbesondere Wirbelsäulen-Chirurgie, vom 14. April 2004, eines Berichts des Hausarztes Dr. med. B._, Allgemeine Medizin FMH, vom 23. Oktober 2006 sowie einer Stellungnahme des Regionalen Ärztlichen Dienstes [RAD, Dr. med. A._] vom 8. November 2006.
B. Die dagegen erhobene Beschwerde des H._ wies das Sozialversicherungsgericht ab (Entscheid vom 1. April 2008).
C. Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten lässt H._ beantragen, in Aufhebung des vorinstanzlichen Entscheids und des Einspracheentscheids vom 21. November 2006 seien ihm bis 31. Oktober 2002 eine ganze, ab 1. November 2002 eine halbe und ab 1. Januar 2004 eine Dreiviertelsrente, eventualiter ab 1. November 2002 eine Viertelsrente zuzusprechen.
Die IV-Stelle schliesst auf Abweisung der Beschwerde. Das Bundesamt für Sozialversicherungen hat auf eine Vernehmlassung verzichtet.

Erwägungen:
1. Die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten (<ref-law>) kann wegen Rechtsverletzungen gemäss Art. 95 f. BGG erhoben werden. Dabei legt das Bundesgericht seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (<ref-law>). Es kann deren Sachverhaltsfeststellung von Amtes wegen nur berichtigen oder ergänzen, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder wenn sie auf einer Rechtsverletzung im Sinne von <ref-law> beruht (<ref-law>; vgl. auch <ref-law>; Ausnahme: Beschwerden gemäss <ref-law> [<ref-law>]). Wie die Sachverhaltsfeststellung ist auch die vorinstanzliche Ermessensbetätigung im Verfahren vor Bundesgericht nur beschränkt überprüfbar. Eine Angemessenheitskontrolle (vgl. <ref-ruling> E. 6 S. 81 [zu Art. 132 lit. a OG]) ist dem Gericht verwehrt; es hat nur zu prüfen, ob die Vorinstanz ihr Ermessen rechtsfehlerhaft ausgeübt, mithin überschritten, unterschritten oder missbraucht hat (vgl. <ref-ruling> E. 3.3 S. 399).
2. Bezüglich der Voraussetzungen des Anspruchs auf eine Invalidenrente (<ref-law> in der von 1. Januar 2004 bis Ende 2007 gültig gewesenen Fassung), der Invaliditätsbemessung nach der allgemeinen Methode des Einkommensvergleichs (<ref-law>, ab 1. Januar 2004 bis Ende 2007 in Verbindung mit <ref-law>; <ref-ruling> E. 3.4 S. 348 f., 128 V 29 E. 1 S. 30 f.) und der Abstufung des Rentenanspruchs nach Massgabe des Invaliditätsgrades (<ref-law> in den vor Inkrafttreten der 4. IV-Revision [1. Januar 2004] und ab jenem Zeitpunkt bis Ende 2007 gültig gewesenen Fassungen) wird mit der Vorinstanz auf die zutreffenden rechtlichen Darlegungen im Einspracheentscheid vom 21. November 2006 verwiesen. Sodann werden im kantonalen Entscheid die bei rückwirkender Zusprechung einer abgestuften und/oder befristeten Invalidenrente geltenden Grundsätze (analoge Anwendung von <ref-law> in Verbindung mit <ref-law> [in der bis 31. Dezember 2003 und vom 1. Januar bis Ende Februar 2004 gültig gewesenen sowie in der seit 1. März 2004 geltenden Fassung]; <ref-ruling> E. 6b/dd [mit Hinweis] S. 275, 109 V 125 E. 4a S. 127; Urteil I 82/01 vom 27. November 2001, E. 1, publ. in: AHI 2002 S. 62) sowie die Rechtsprechung zum Beweiswert ärztlicher Berichte und Gutachten und zur Beweiswürdigung (<ref-ruling> E. 3 S. 352 ff.; <ref-ruling> E. 1c S. 160 ff., je mit Hinweisen; vgl. auch <ref-ruling> E. 4.1 S. 400) richtig wiedergegeben. Auch darauf wird verwiesen.
3. Streitig und aufgrund der Bindung an die Parteibegehren (<ref-law>) einzig zu prüfen ist die vorinstanzlich bestätigte Rentenaufhebung auf Ende September 2002.
3.1 In tatsächlicher Hinsicht ist unbestritten, dass der Beschwerdeführer an körperlichen und psychischen Gesundheitsbeeinträchtigungen leidet (Diagnosen: Verdacht auf Claudicatio spinalis der Cauda equina [mit/bei: Spinalkanalstenose im Rahmen der Spondylolisthesis bei L4/5 und der Segmentdegeneration bei L3/4; Status nach Spondylodese bei L5/S1 1983]; tendomyotisches Cervicalsyndrom [mit/bei: Osteochondrose bei C6/7; Spondylarthrosen und Unkovertebralarthrosen C5/6 und C6/7]; leichte bis mittelgradige depressive Episode ohne somatisches Syndrom) und eine Wiederaufnahme der bisherigen Tätigkeit als Lastwagenchauffeur im 80 %-Pensum - nach (zuletzt) erlittenem Unfall im Mai 2001 - dauerhaft ausser Betracht fällt. Nach den gestützt auf das als ausschlaggebend erachtete Gutachten des medizinischen Zentrums X._ vom 17. August 2006 getroffenen Feststellungen der Vorinstanz ist es ihm jedoch jedenfalls seit Austritt aus der Rehabilitationsklinik Y._ am 17. Juli 2002 (Aufenthalt vom 5. Juni bis 17. Juli 2002) zuzumuten, im Umfang von 75 % eine vorwiegend sitzende Tätigkeit ohne Heben und Tragen von Gewichten von mehr als 15 kg und ohne Überkopfarbeiten auszuüben (z.B.: Fahrer eines Reise- oder Linienbusses, Taxichauffeur). Ausgehend von dieser Restarbeitsfähigkeit resultiere für jenen Zeitpunkt ein trotz Gesundheitsschadens zumutbarerweise erzielbares Einkommen (Invalideneinkommen) von Fr. 38'480.- (4'557.- [LSE 2002/TA1/ TOTAL/Anforderungsniveau 4/ Männer] x 41.7/40 [betriebsübliche wöchentliche Arbeitszeit] x 0.75 [Arbeitsfähigkeit] = 42'756.052; abzüglich 10 % [leidensbedingter Abzug] = 38'480.45), was im Vergleich zum ohne Gesundheitsschaden erzielbaren Einkommen (Valideneinkommen) von unstrittig Fr. 62'481.- (2002) einen Invaliditätsgrad von 38 % ergebe. Die von der Verwaltung auf Ende September 2002 revisionsweise verfügte Aufhebung der ab 1. Dezember 2001 zugesprochenen ganzen Rente (Invaliditätsgrad: 100 %) sei somit rechtens.
3.2 Soweit der Beschwerdeführer geltend macht, die vorinstanzliche Tatsachenfeststellung (<ref-ruling> E. 3.2 S. 398) einer jedenfalls seit Mitte Juli 2002 verwertbaren Restarbeitsfähigkeit von 75 % in leidensangepassten Tätigkeiten sei offensichtlich unrichtig oder rechtsfehlerhaft getroffen worden (<ref-law>), ist die Beschwerde unbegründet. Das kantonale Gericht hat die relevante medizinische Aktenlage vollständig und richtig dargelegt und widerspruchsfrei begründet, weshalb es die Gesamteinschätzung der Restarbeitsfähigkeit auf 75 % im Gutachten des medizinischen Zentrums X._ vom 17. August 2006 - die gemäss Vorbemerkung in Ziff. 5 des Gutachtens gemeinsam mit den beteiligten Spezialärzten erarbeitet wurde und deren ausdrückliches Einverständnis fand - als schlüssig erachtet und ihr beweismässig höheres Gewicht beimisst als den attestierten Arbeitsfähigkeiten im Gutachten des PD Dr. med. L._ vom 14. April 2004 (Arbeitsfähigkeit "in der Grössenordnung von 50%") und in den übrigen medizinischen Akten (insbesondere des Hausarztes Dr. med. B._ vom 23. Oktober und vom 29. Dezember 2006). Es hat dabei auch den beschwerdeführerischen Einwand entkräftet, das Gutachten des medizinischen Zentrums X._ berücksichtige die Vorakten - nebst dem Gutachten des Dr. med. L._ vor allem den Bericht der Schmerzklinik Z._ vom 11. August 2003 - nicht. Mit Recht hat die Vorinstanz auch darauf hingewiesen, dass die Arbeitsunfähigkeitseinschätzung von PD Dr. med. L._ unter anderem die Übergewichtigkeit berücksichtigt, welche (bei einem BMI von 29,6 gemäss Gutachten des medizinischen Zentrums X._) grundsätzlich keine zu Rentenleistungen berechtigende Invalidität begründet (ZAK 1984 S. 345, E. 3; Urteil 8C_74/2008 vom 22. August 2008, E. 2.2). Schliesslich hat das kantonale Gericht mit Blick auf die Begründungspflicht (<ref-law>) rechtsgenüglich erkennen lassen, dass sie hinsichtlich der übrigen Beanstandungen des Gutachtens des medizinischen Zentrums X._ (wie die Spezialisierung der den körperlichen Gesundheitszustand beurteilenden Gutachter) den Gegenargumenten in der im vorinstanzlichen Entscheid wiedergegebenen Stellungnahme des RAD (Dr. med. A._) vom 8. November 2006 folgt, welche - auch als bloss interner Bericht im Sinne von <ref-law> - durchaus als beweismässig relevantes Aktenstück zu gelten hat (vgl. Urteil I 143/07 vom 14. September 2007, E. 3.3). Von einer Verletzung der bundesrechtlichen Grundsätze über die freie Beweiswürdigung (<ref-ruling> E. 4.1 S. 400), geschweige denn des Willkürverbots (<ref-law>), kann daher nicht die Rede sein. Dies gilt insbesondere auch bezüglich der vorinstanzlichen Bejahung der Beweiskraft des im Gutachten des medizinischen Zentrums X._ integrierten psychiatrischen Teilgutachtens vom 11. August 2006 (Dr. med. O._, Facharzt FMH für Psychiatrie und Psychotherapie). Was der Beschwerdeführer letztinstanzlich - im Wesentlichen unter Berufung auf die Berichte des Hausarztes Dr. med. B._ vom 23. Oktober und 29. Dezember 2006 - erneut dagegen vorbringt, vermag angesichts der beweisrechtlich bedeutsamen Verschiedenheit von Behandlungs-/Therapieauftrag einerseits und Begutachtungsauftrag andererseits (vgl. <ref-ruling> E. 4 S. 175; s. auch I 701/05 vom 5. Januar 2007, E. 2 in fine, mit zahlreichen Hinweisen) sowie des grundsätzlichen (beweisrechtlichen) Vorrangs der psychiatrischen gegenüber der nichtfachärztlichen Beurteilung im Bereich psychischer Leiden (vgl. <ref-ruling> E. 1.2 S. 50) die Beweiskraft des Teilgutachtens nicht umzustossen. Nichts daran ändert die Feststellung des Psychiaters Dr. med. O._, wonach die von ihm diagnostizierte mittelgradige depressive Episode eine Reaktion auf den kürzlichen Verlust der Lebenspartnerin - an einer Stelle offensichtlich versehentlich als "Ehefrau" bezeichnet - sei. Die Aussage erklärt den aktuell festgestellten Schweregrad der depressiven Episode, ohne bereits früher (als eher leichtgradig) beschriebene depressive Stimmungslagen zu negieren. Im Gegenteil anerkennt Dr. med. O._ ausdrücklich den über eine blosse Trauerreaktion hinausgehenden Krankheitswert des depressiven Leidens. Im Lichte der von ihm erhobenen Befunde und der fachärztlichen Vorakten (Psychosomatisches Konsilium der Rehabilitationsklinik Y._ vom 3. Juli 2002) ist die von ihm attestierte Arbeitsunfähigkeit von 20 bis 30 % aus psychischen Gründen - wie die von allen Gutachtern des medizinischen Zentrums X._ getragene Gesamteinschätzung der Restarbeitsfähigkeit - durchaus nachvollziehbar. Bezogen auf den hier massgebenden Zeitraum bis zum Einspracheentscheid (vgl. <ref-ruling> E. 1.2 S. 4, 354 E. 1 S. 356, mit Hinweisen) besteht kein Anlass für weitere Beweismassnahmen, sodass der Vorinstanz insbesondere keine Verletzung des Untersuchungsgrundsatzes (<ref-law>) vorgeworfen werden kann.
3.2 Soweit der Beschwerdeführer geltend macht, die vorinstanzliche Tatsachenfeststellung (<ref-ruling> E. 3.2 S. 398) einer jedenfalls seit Mitte Juli 2002 verwertbaren Restarbeitsfähigkeit von 75 % in leidensangepassten Tätigkeiten sei offensichtlich unrichtig oder rechtsfehlerhaft getroffen worden (<ref-law>), ist die Beschwerde unbegründet. Das kantonale Gericht hat die relevante medizinische Aktenlage vollständig und richtig dargelegt und widerspruchsfrei begründet, weshalb es die Gesamteinschätzung der Restarbeitsfähigkeit auf 75 % im Gutachten des medizinischen Zentrums X._ vom 17. August 2006 - die gemäss Vorbemerkung in Ziff. 5 des Gutachtens gemeinsam mit den beteiligten Spezialärzten erarbeitet wurde und deren ausdrückliches Einverständnis fand - als schlüssig erachtet und ihr beweismässig höheres Gewicht beimisst als den attestierten Arbeitsfähigkeiten im Gutachten des PD Dr. med. L._ vom 14. April 2004 (Arbeitsfähigkeit "in der Grössenordnung von 50%") und in den übrigen medizinischen Akten (insbesondere des Hausarztes Dr. med. B._ vom 23. Oktober und vom 29. Dezember 2006). Es hat dabei auch den beschwerdeführerischen Einwand entkräftet, das Gutachten des medizinischen Zentrums X._ berücksichtige die Vorakten - nebst dem Gutachten des Dr. med. L._ vor allem den Bericht der Schmerzklinik Z._ vom 11. August 2003 - nicht. Mit Recht hat die Vorinstanz auch darauf hingewiesen, dass die Arbeitsunfähigkeitseinschätzung von PD Dr. med. L._ unter anderem die Übergewichtigkeit berücksichtigt, welche (bei einem BMI von 29,6 gemäss Gutachten des medizinischen Zentrums X._) grundsätzlich keine zu Rentenleistungen berechtigende Invalidität begründet (ZAK 1984 S. 345, E. 3; Urteil 8C_74/2008 vom 22. August 2008, E. 2.2). Schliesslich hat das kantonale Gericht mit Blick auf die Begründungspflicht (<ref-law>) rechtsgenüglich erkennen lassen, dass sie hinsichtlich der übrigen Beanstandungen des Gutachtens des medizinischen Zentrums X._ (wie die Spezialisierung der den körperlichen Gesundheitszustand beurteilenden Gutachter) den Gegenargumenten in der im vorinstanzlichen Entscheid wiedergegebenen Stellungnahme des RAD (Dr. med. A._) vom 8. November 2006 folgt, welche - auch als bloss interner Bericht im Sinne von <ref-law> - durchaus als beweismässig relevantes Aktenstück zu gelten hat (vgl. Urteil I 143/07 vom 14. September 2007, E. 3.3). Von einer Verletzung der bundesrechtlichen Grundsätze über die freie Beweiswürdigung (<ref-ruling> E. 4.1 S. 400), geschweige denn des Willkürverbots (<ref-law>), kann daher nicht die Rede sein. Dies gilt insbesondere auch bezüglich der vorinstanzlichen Bejahung der Beweiskraft des im Gutachten des medizinischen Zentrums X._ integrierten psychiatrischen Teilgutachtens vom 11. August 2006 (Dr. med. O._, Facharzt FMH für Psychiatrie und Psychotherapie). Was der Beschwerdeführer letztinstanzlich - im Wesentlichen unter Berufung auf die Berichte des Hausarztes Dr. med. B._ vom 23. Oktober und 29. Dezember 2006 - erneut dagegen vorbringt, vermag angesichts der beweisrechtlich bedeutsamen Verschiedenheit von Behandlungs-/Therapieauftrag einerseits und Begutachtungsauftrag andererseits (vgl. <ref-ruling> E. 4 S. 175; s. auch I 701/05 vom 5. Januar 2007, E. 2 in fine, mit zahlreichen Hinweisen) sowie des grundsätzlichen (beweisrechtlichen) Vorrangs der psychiatrischen gegenüber der nichtfachärztlichen Beurteilung im Bereich psychischer Leiden (vgl. <ref-ruling> E. 1.2 S. 50) die Beweiskraft des Teilgutachtens nicht umzustossen. Nichts daran ändert die Feststellung des Psychiaters Dr. med. O._, wonach die von ihm diagnostizierte mittelgradige depressive Episode eine Reaktion auf den kürzlichen Verlust der Lebenspartnerin - an einer Stelle offensichtlich versehentlich als "Ehefrau" bezeichnet - sei. Die Aussage erklärt den aktuell festgestellten Schweregrad der depressiven Episode, ohne bereits früher (als eher leichtgradig) beschriebene depressive Stimmungslagen zu negieren. Im Gegenteil anerkennt Dr. med. O._ ausdrücklich den über eine blosse Trauerreaktion hinausgehenden Krankheitswert des depressiven Leidens. Im Lichte der von ihm erhobenen Befunde und der fachärztlichen Vorakten (Psychosomatisches Konsilium der Rehabilitationsklinik Y._ vom 3. Juli 2002) ist die von ihm attestierte Arbeitsunfähigkeit von 20 bis 30 % aus psychischen Gründen - wie die von allen Gutachtern des medizinischen Zentrums X._ getragene Gesamteinschätzung der Restarbeitsfähigkeit - durchaus nachvollziehbar. Bezogen auf den hier massgebenden Zeitraum bis zum Einspracheentscheid (vgl. <ref-ruling> E. 1.2 S. 4, 354 E. 1 S. 356, mit Hinweisen) besteht kein Anlass für weitere Beweismassnahmen, sodass der Vorinstanz insbesondere keine Verletzung des Untersuchungsgrundsatzes (<ref-law>) vorgeworfen werden kann.
3.3 3.3.1 Hinsichtlich des Einkommensvergleichs (vgl. E. 3.1 hievor) beanstandet der Beschwerdeführer einzig, dass die Vorinstanz das auf statistischer LSE-Basis ermittelte Invalideneinkommen lediglich um einen leidensbedingten Abzug von 10 % - bei maximal zulässigen 25 % (<ref-ruling> E. 5.2 S. 327 f., mit Hinweis) - gekürzt hat. Darin sei die bloss teilzeitliche Einsatzfähigkeit nicht berücksichtigt; diese rechtfertige eine Erhöhung des Abzugs auf mindestens 15 %, was im Ergebnis zu einem Invaliditätsgrad von über 40 % führe.
3.3.2 Die Bestimmung der konkreten Höhe des leidensbedingten Abzuges ist Ermessensfrage; als solche kann sie vom Bundesgericht nur bei Rechtsfehlerhaftigkeit (<ref-law>) in Form von Ermessensunter- oder -überschreitung sowie Ermessensmissbrauch korrigiert werden (vgl. E. 2 hievor; <ref-ruling> E. 3.3 S. 399; vgl. auch <ref-ruling> E. 5.3 S. 328).
3.3.3 Die Vorinstanz begründet den gewährten Abzug von 10 % mit dem funktionell eingeschränkten Tätigkeitsprofil (kein Heben oder Tragen von Gewichten über 15 kg und keine Überkopfarbeiten) und trägt damit dem (bei Männern) grundsätzlich beachtlichen (vgl. <ref-ruling> E. 4.2.3 S. 481) Kriterium bloss teilzeitlicher Einsatzfähigkeit nicht explizit Rechnung. Aus dem Gesamtkontext ergibt sich jedoch, dass im Abzug von 10 % auch die zeitlich verminderte Belastbarkeit mitberücksichtigt ist: So hält die Vorinstanz ausdrücklich fest, sie erachte den leidensbedingten Abzug von 10 %, "wie von der Beschwerdegegnerin angenommen", als angemessen. Letztere aber hat in ihrem Einspracheentscheid vom 21. November 2006 (S. 4) den Abzug von 10 % nicht nur mit den funktionellen Limitierungen gerechtfertigt, sondern auch damit, dass "die Arbeitszeit zeitlich leicht limitiert ist". Hinzu kommt, dass in der hier einschlägigen Erwägung 5.2 des vorinstanzlichen Entscheids eine Textstelle des Gutachtens des medizinischen Zentrums X._ zitiert wird, welche nebst der funktionellen ausdrücklich auch die zeitliche Einschränkung erwähnt. Vor diesem Hintergrund sowie mit Blick darauf, dass die zu erwartende Lohneinbusse wegen Teilzeitarbeit hier statistisch erheblich unter 10 % liegt (LSE 2002; T8*, S. 28; Anforderungsniveau 4/Männer [Teilzeit zwischen 75 % und 89 %]), ist im gewährten Abzug vom 10 % keine rechtsfehlerhafte, insbesondere keine missbräuchliche Ermessensbetätigung zu erblicken.
3.4 Nach dem Gesagten ist der vorinstanzlich ermittelte Invaliditätsgrad von 38 % (2002) und die in rechtsfehlerfreier Anwendung von <ref-law> auf Ende September 2002 verfügte Rentenaufhebung zu bestätigen. Für eine erneute Rentenzusprache im nachfolgenden Zeitraum bis November 2006 (Einspracheentscheid) bleibt mangels Erreichen eines Invaliditätsgrades von über 40 % kein Raum (gesundheitlich: durchgehend 75%ige Arbeitsfähigkeit; erwerblich: Berücksichtigung Nominallohnentwicklung/Männer 2002-2006 auf Seiten Valideneinkommen [Baugewerbe] und Invalideneinkommen [Verkehr oder TOTAL] gemäss Bundesamt für Statistik, Tabelle T1.1 93 Nominallohnentwicklung Männer, 2002-2007, www.bfs.admin.ch).
4. Die zu erhebenden Gerichtskosten (<ref-law>) gehen ausgangsgemäss zu Lasten des Beschwerdeführers (<ref-law>).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 500.- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3. Dieses Urteil wird den Parteien, dem Sozialversicherungsgericht des Kantons Zürich, der Ausgleichskasse des Kantons Zürich und dem Bundesamt für Sozialversicherungen schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 21. Januar 2009
Im Namen der II. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Die Gerichtsschreiberin:
Meyer Amstutz