Faits:
A. X._, né en 1968, et Dame X._, née en 1965, se sont mariés le ***1996. Deux enfants sont issus de cette union : A._, né le ***1997 et B._, née le ***1998. Par contrat de mariage du ***1996, les parties ont adopté le régime de la séparation de biens.
B. Les époux X._ vivent séparés depuis l'été 2001. Par convention du 25 septembre 2001, ratifiée pour valoir décision de mesures protectrices de l'union conjugale, ils ont convenu que X._ verserait pour l'entretien de son épouse et des deux enfants une contribution mensuelle de 6'200 fr., allocations familiales en sus.
C. Le 12 avril 2005, X._ a ouvert action en divorce.
C.a Par requête de mesures provisionnelles du 12 août 2005, Dame X._ a notamment demandé que la contribution mensuelle soit fixée à 10'000 fr. par mois. A l'appui de cette requête, elle alléguait d'une part que le groupe X._ avait été vendu en 2002 et, d'autre part, que son époux avait perçu un montant de 11 millions de francs provenant de la succession de sa mère, de sorte que les revenus mensuels de celui-ci s'élevaient au moins à 30'000 fr.
A l'audience du 27 octobre 2005 tenue devant le Président du Tribunal d'arrondissement de la Côte, les parties ont signé une convention qui prévoyait l'attribution du domicile conjugal - propriété de l'époux - à Dame X._, à charge pour elle d'en payer le loyer et les charges, et le versement par le mari d'une contribution d'entretien en faveur de la famille d'un montant de 8'500 fr. par mois dès le 1er août 2005. Celui-ci était également tenu d'assumer l'entier des frais de traitement dentaire des enfants non pris en charge par l'assurance.
C.b Par nouvelle requête de mesures provisionnelles du 3 juillet 2006, Dame X._ a conclu à l'augmentation dès le 1er juillet 2006 de la contribution d'entretien à un montant de 13'000 fr. (plus les frais de traitement dentaire). Elle faisait valoir que ses charges mensuelles s'élevaient dorénavant à 13'019 fr. et qu'en date du 7 juin 2006, elle avait épuisé son droit aux indemnités de chômage, perdant ainsi un revenu mensuel de 1'500 fr.
Le 4 décembre 2006, le Président du Tribunal d'arrondissement a admis que la fin du droit aux indemnités de chômage justifiait le réexamen de la situation des parties. Il a toutefois refusé de modifier la contribution d'entretien en considérant, d'une part, qu'il appartenait à l'épouse de retrouver un emploi à mi-temps et, d'autre part, qu'on ne pouvait tenir compte de l'augmentation des charges qu'elle alléguait.
Statuant le 1er mai 2007, le Tribunal d'arrondissement a admis l'appel formé par l'épouse contre cette ordonnance et porté la contribution à 13'000 fr. par mois. Le 9 octobre 2007, la Chambre des recours du Tribunal cantonal a admis le recours formé par X._ contre cet arrêt et renvoyé la cause au Tribunal d'arrondissement pour nouvelle décision.
Après le renvoi de la cause et la tenue d'une nouvelle audience d'appel le 24 janvier 2008, le Tribunal d'arrondissement a, le 3 juillet 2008, confirmé le montant de 13'000 fr. dû par l'époux pour l'entretien des siens.
D. Le 31 juillet 2008, X._ a formé un recours en matière civile contre cet arrêt. Il conclut principalement au rejet de la conclusion tendant à l'augmentation de la contribution d'entretien à 13'000 fr. et demande que celle-ci soit maintenue au montant de 8'500 fr., conformément à la convention du 27 octobre 2005. A titre subsidiaire, il demande l'annulation de l'arrêt cantonal.
E. Le 4 août 2008, l'ancien Président de la Cour de céans a suspendu l'instruction de la cause jusqu'à droit connu sur le recours en nullité cantonal déposé simultanément par l'époux et rejeté la requête d'effet suspensif présentée par celui-ci.
Par nouvelle ordonnance du 18 septembre 2008, il a rejeté la seconde requête d'effet suspensif présentée par le recourant.
Par arrêt du 28 avril 2009, la Chambre des recours du Tribunal cantonal a rejeté le recours formé par X._ contre l'arrêt du 3 juillet 2008. Les parties n'ont pas recouru au Tribunal fédéral contre cet arrêt.
Invitée à se déterminer sur le présent recours, l'intimée a conclu à son rejet.

Considérant en droit:
1. 1.1 La décision de mesures provisoires selon l'art. 137 al. 2 CC est une décision en matière civile au sens de l'art. 72 al. 1 LTF. Bien qu'elle soit prise alors qu'une procédure (principale) de divorce est pendante, elle est finale au sens de l'art. 90 LTF, car son objet est différent de celui de la procédure au fond et elle met fin à l'instance sous l'angle procédural (<ref-ruling> consid. 2.2 et les arrêts cités). Comme le litige porte uniquement sur la contribution d'entretien, le recours a pour objet une décision rendue dans une affaire pécuniaire (<ref-ruling> consid. 2), dont la valeur litigieuse atteint 30'000 fr. (art. 51 al. 1 let. a et al. 4, art. 74 al. 1 let. b LTF). Le recours a en outre été interjeté dans le délai (art. 100 al. 1 LTF) et la forme (art. 42 LTF) prévus par la loi.
1.2 Dès lors que la décision attaquée porte sur des mesures provisionnelles (<ref-ruling> consid. 5.1 in fine), seule peut être dénoncée la violation des droits constitutionnels (art. 98 LTF). Le Tribunal fédéral ne connaît de la violation de ces droits que si un tel moyen est invoqué et motivé par le recourant (art. 106 al. 2 LTF), c'est-à-dire s'il a été expressément soulevé et exposé de manière claire et détaillée (<ref-ruling> consid. 3.2 et les arrêts cités).
1.3 Selon l'art. 75 al. 1 LTF, le recours n'est recevable qu'à l'encontre des décisions prises en dernière instance cantonale, ce qui signifie que le recourant doit avoir épuisé toutes les voies de droit cantonales, ordinaires ou extraordinaires, pour les griefs qu'il entend soulever devant le Tribunal fédéral (Message du 28 février 2001 concernant la révision totale de l'organisation judiciaire fédérale, in : FF 2001 p. 4000 ss, p. 4115, ch. 4.1.3.2). Dans le canton de Vaud, l'arrêt sur appel en matière de mesures provisionnelles peut faire l'objet d'un recours en nullité pour tous les motifs prévus par l'art. 444 al. 1 ch. 3 CPC/VD, à savoir pour déni de justice formel, ainsi que pour arbitraire dans l'appréciation des preuves (<ref-ruling>).
En l'espèce, le recourant, sous couvert d'une application arbitraire de l'art. 179 CC [recte : art. 137 CC], reproche au Tribunal d'arrondissement d'avoir considéré l'héritage de 11'000'000 fr. comme un fait nouveau susceptible de justifier une modification des mesures provisoires. Il explique que lors de la signature de la convention du 27 octobre 2005, les parties avaient déjà tenu compte de cet héritage et des revenus supplémentaires en découlant et que, partant, il ne s'agit plus d'une circonstance nouvelle. Or, savoir si les parties ont pris en compte lors de la signature de la convention l'amélioration de la situation financière du recourant à la suite de l'héritage de 11'000'000 fr. est une pure question de fait et partant, d'appréciation des preuves. Le recourant a d'ailleurs soulevé ce point devant la Chambre des recours du Tribunal cantonal vaudois (cf. let. E supra), laquelle a écarté sa critique. Il n'a pas recouru au Tribunal fédéral contre cet arrêt. Dans le cadre du présent recours dirigé contre l'arrêt rendu par le Tribunal d'arrondissement, la Cour de céans ne peut examiner ce grief, dans la mesure où l'autorité précédente ne statuait pas sur cette question en qualité d'autorité cantonale de dernière instance (art. 75 al. 1 LTF). S'agissant des autres griefs soulevés (recours let. B ch. 2 à 4) qui ont trait à l'arbitraire dans l'application du droit civil fédéral, ils sont recevables au regard de l'art. 75 al. 1 LTF.
2. Le recourant estime que la modification de la contribution d'entretien a été fixée en application arbitraire des art. 125 et 176 CC car elle a été calculée pour couvrir le budget présenté par l'intimée, sans tenir compte du train de vie des parties durant la vie commune.
2. Le recourant estime que la modification de la contribution d'entretien a été fixée en application arbitraire des art. 125 et 176 CC car elle a été calculée pour couvrir le budget présenté par l'intimée, sans tenir compte du train de vie des parties durant la vie commune.
2.1 2.1.1 Pour qu'une contribution fixée par une convention entre époux, qui a été ratifiée par le juge, puisse être supprimée par une ordonnance de modification de mesures provisoires, il faut que la convention en question soit entachée d'une erreur au sens des art. 23 ss CO ou que les circonstances dans lesquelles elle a été signée aient changé (cf. Urs Gloor, Commentaire bâlois, 3e éd., 2006, n. 15 ad art. 137 CC; Bühler/Spühler, Commentaire bernois, n. 437 ss ad art. 145 aCC). S'agissant de la modification des circonstances qui ont présidé à la conclusion de la convention, il faut qu'elle soit notable et durable et ne soit pas due à la mauvaise volonté de l'époux qui demande la suppression de la contribution d'entretien (cf. Urs Gloor, loc. cit.; Bühler/Spühler, op. cit., n. 439 ad art. 145 aCC; Marcel Leuenberger, FamKommentar Scheidungsrecht, 2ème éd., 2005, n. 16 ad art. 137 CC).
2.1.2 D'après l'art. 176 al. 1 ch. 1 CC applicable par analogie aux mesures provisoires (art. 137 al. 2 CC), le juge fixe la contribution pécuniaire à verser par l'une des parties à l'autre. Tant que dure le mariage, les conjoints doivent donc contribuer, chacun selon ses facultés (art. 163 al. 2 CC), aux frais supplémentaires engendrés par l'existence parallèle de deux ménages. Chaque époux peut prétendre à participer d'une manière identique au train de vie antérieur (<ref-ruling> consid. 4b/aa). Le montant de la contribution d'entretien se détermine en fonction des facultés économiques et des besoins respectifs des époux. En cas de situation financière favorable, il convient en principe de se fonder sur les dépenses indispensables au maintien des conditions de vie antérieures (<ref-ruling>; arrêts 5A_515/2008 du 1er décembre 2008 consid. 2.1; arrêts 5A_732/2007 du 4 avril 2008 consid. 2.2; 5P.138/2001 du 10 juillet 2001 consid. 2a/bb, in FamPra.ch 2002 p. 333). Le train de vie mené jusqu'à la cessation de la vie commune constitue la limite supérieure du droit à l'entretien (<ref-ruling> consid. 3b; <ref-ruling> consid. 20b). Il incombe au créancier de la contribution d'entretien de préciser les dépenses nécessaires à son train de vie et de les rendre vraisemblables (<ref-ruling> consid. 2; arrêt 5A_732/2007 du 4 avril 2008 consid. 2.2).
2.2 Le Tribunal d'arrondissement a considéré que les ressources de l'époux avaient augmenté de façon importante depuis la signature de la convention en octobre 2005, ce qui constituait un fait nouveau et durable justifiant une modification de la contribution d'entretien fixée dans cette convention.
Pour arrêter la nouvelle contribution à l'entretien de la famille, il a constaté que, du temps de la vie commune, le mari a réalisé un revenu annuel net allant de 112'893 fr. (1999) à 125'389 fr. (2000). L'épouse a perçu un revenu mensuel moyen de 332 fr. en 1999 et 825 fr. en 2000. Les rendements de la fortune de 642'295 fr. appartenant au recourant, placée en titres, se sont élevés pour l'année 2000 à 7'714 fr. Au total, durant la dernière année de vie commune, les époux disposaient ainsi d'un revenu mensuel de 11'912 fr. 80 [(125'389 : 12) + 825 fr. + (7'714 fr. : 12)]. Durant le mariage, leurs ressources leur ont permis de voyager en Malaisie, au Mexique et en République Dominicaine dans des hôtels de standard moyen. En outre, l'épouse séjournait régulièrement quatre semaines par année dans sa famille en C._. Durant l'année 2003, soit postérieurement à la séparation, le recourant a hérité de sa mère une fortune de 11'000'000 fr. Pour cette année, il a déclaré des revenus bruts de 191'509 fr. et une fortune de 11'249'843 fr.
Malgré ces constatations qui donnent des indications sur le train de vie des parties durant la vie commune, le Tribunal d'arrondissement a relevé qu'il ignorait tout du niveau de vie des intéressés et que par conséquent, il y avait lieu de se fonder sur le budget présenté par l'épouse qui totalise 13'019 fr. de charges mensuelles. Celui-ci comprend 2'400 fr. de loyer et de charges du logement, 635 fr. de primes d'assurance-maladie, 71 fr. de primes d'assurance incendie, responsabilité civile, protection juridique et ménage, 421 fr. de frais d'électricité, redevance TV, téléphone et internet, 2'069 fr. de frais de nourriture, produits d'entretien et habillement, 1'318 fr. de frais de véhicule comprenant une redevance leasing de 467 fr. par mois, 2'250 fr. d'impôts pour l'année 2006 - montant comptabilisé comme une charge mensuelle bien que le tribunal relève que les impôts annuels s'élèvent à six mensualités de 2'250 fr. -, 670 fr. d'arriérés d'impôts pour l'année 2005, 757 fr. de frais liés aux activités extrascolaires des enfants, 1'255 fr. comprenant pêle-mêle des frais de vacances, les "billets d'avion pour sa mère qui garde les enfants pendant qu'elle travaille", des frais de recherches d'emploi, d'activités durant le week-end, de cadeaux, livres, CD, DVD et coiffeur, 100 fr. de frais de nourriture et vétérinaire du chat, 850 fr. de frais liés au coût d'un avocat pour la procédure de divorce et 300 fr. de frais de remboursement de l'assistance judiciaire obtenue pour l'expertise demandée dans dite procédure. Le Tribunal d'arrondissement a considéré que ce budget correspondait aux charges courantes de l'intimée et aux frais liés aux enfants, ce qui comprenait des vacances et des activités pendant le week-end. Il a par conséquent fixé la contribution mensuelle due par le recourant à 13'000 fr.
2.3 Ce raisonnement méconnaît gravement les principes jurisprudentiels exposés ci-dessus et tirés des art. 137 al. 1 et 176 al. 1 ch. 1 CC.
En cas de situation financière favorable comme en l'espèce, il convenait, comme l'a d'abord mentionné l'autorité précédente avant de finalement s'écarter de cette méthode, d'examiner si l'augmentation de la contribution était nécessaire pour couvrir le coût de l'entretien des enfants et maintenir le train de vie qui était celui de l'épouse durant le mariage, éléments qu'il appartenait à celle-ci d'alléguer et de rendre vraisemblables. Or, l'intimée n'a rien prétendu de tel dans la procédure cantonale à l'appui de sa requête de modification de mesures provisoires. Dans son écriture du 3 juillet 2006, elle fait valoir d'une part, qu'elle ne touche plus d'indemnités de chômage et, d'autre part, que ses charges mensuelles s'élèvent dorénavant à 13'019 fr. selon le détail exposé au consid. 2.2, mais sans autre explication. Dans son appel du 14 décembre 2006, elle explique que sa situation financière ne lui permet plus de passer ses vacances estivales en C._, comme elle l'a toujours fait pendant la vie commune. Elle ne précise toutefois pas dans ses écritures le coût de ces vacances, de sorte qu'il n'est pas possible d'en déduire l'augmentation correspondante qui devrait être ordonnée; elle indique certes un poste de 600 fr. mensuel mais celui-ci comprend pêle-mêle des "voyages, frais de garde, billets d'avion de sa mère, recherches d'emploi, courrier, fax".
Même en tenant compte de la maxime inquisitoire applicable, dès lors que la contribution doit aussi couvrir les besoins des enfants mineurs (art. 145 CC), qui impose au juge du fait d'éclaircir les faits et de prendre en considération d'office tous les éléments qui peuvent être importants pour rendre une décision conforme à l'intérêt de l'enfant, il n'incombait pas aux juges précédents saisis d'une requête de modification de mesures provisoires d'interpeller la recourante à ce sujet, mais bien à celle-ci, en vertu de son devoir de collaborer (<ref-ruling> consid. 3.2.1 et les citations), d'alléguer et d'établir les motifs pertinents. Or, la recourante, qui bénéficiait déjà d'une contribution mensuelle de 8'500 fr. par mois, a uniquement allégué que sa baisse de revenus ne lui permettait plus de couvrir ses frais de voyage en C._. Dans ces conditions, il n'y avait pas de motifs objectifs pour les magistrats précédents de douter que la contribution de 8'500 fr. ne permettait pas de couvrir l'entretien de la famille.
En conclusion, le Tribunal d'arrondissement a appliqué le droit fédéral de manière arbitraire en admettant la requête tendant à l'augmentation de la contribution d'entretien, alors que la recourante n'avait ni allégué ni rendu vraisemblable que cette augmentation était nécessaire au maintien de son train de vie ou servait à couvrir les besoins des enfants. Le recours doit dès lors être admis et la requête entièrement rejetée, sans qu'il soit nécessaire d'examiner le grief relatif à la capacité de gain de l'épouse.
3. Vu ce qui précède, les frais de la procédure, de même qu'une indemnité de dépens en faveur du recourant, doivent être mis à la charge de l'intimée (art. 66 al. 1 et 68 al. 1 LTF), qui a conclu au rejet du recours. La cause sera renvoyée à l'autorité cantonale pour qu'elle statue à nouveau sur les frais et dépens de la procédure cantonale.

Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est admis, l'arrêt attaqué est annulé et la requête de modification des mesures provisoires du 3 juillet 2006 est rejetée.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 4'000 fr., sont mis à la charge de l'intimée.
3. Une indemnité de 4'000 fr., à payer au recourant à titre de dépens, est mise à la charge de l'intimée.
4. La cause est renvoyée à l'autorité cantonale pour qu'elle statue à nouveau sur les frais et dépens de la procédure cantonale.
5. Le présent arrêt est communiqué aux parties, au Tribunal d'arrondissement de l'Est vaudois, Tribunal civil, et à la Chambre des recours du Tribunal cantonal du canton de Vaud.
Lausanne, le 20 novembre 2009
Au nom de la IIe Cour de droit civil
du Tribunal fédéral suisse
La Présidente: La Greffière:
Hohl Rey-Mermet