Faits: A. O._, née en 1954, travaillait comme aide-hospitalière au home de X._. En raison de douleurs dorsales, elle a été en incapacité totale de travail du 6 décembre 2005 au 22 mai 2006. Bien qu'elle ait par la suite repris son activité à 50%, son employeur a résilié le contrat de travail avec effet au 30 novembre 2007. Le 19 mars 2007, l'assurée a déposé auprès de l'Office AI du canton de Fribourg (ci-après: OAI) une demande de prestations de l'assurance-invalidité tendant à l'octroi d'une rente. L'OAI a recueilli les documents médicaux usuels auprès des médecins consultés par l'assurée. En particulier, le docteur W._, spécialiste FMH en médecine générale, médecin traitant, a indiqué que l'assurée souffrait de cervico-dorsolombalgies sur infiltrations d'origine inconnue de la colonne vertébrale, lesquelles entraînaient une diminution de rendement de 50% dans toute activité (rapport du 7 mai 2007). De son côté, l'OAI a confié la réalisation d'un examen clinique à son service médical régional (ci-après: SMR). Le docteur T._, spécialiste FMH en médecine générale et en médecine du travail, a posé notamment le diagnostic de cervico-dorsolombalgies sur atteinte rachidienne d'origine indéterminée, entraînant une diminution de rendement de 30% dans l'activité d'aide-soignante mais laissant subsister une capacité de travail entière dans une activité adaptée (rapport du 26 juin 2007). Sur la base de ce dernier rapport, l'OAI, tout en accordant à l'assurée une mesure d'aide au placement (communication du 14 décembre 2007), lui a refusé l'octroi d'une rente, aux motifs qu'elle était capable de travailler à plein temps dans une activité adaptée et, de ce fait, présentait un taux d'invalidité de 35% (décision du 24 avril 2008). B. O._ a formé recours contre cette décision auprès du Tribunal cantonal du canton de Fribourg, Cour des assurances sociales. Elle a produit un rapport du docteur D._, spécialiste FMH en anesthésiologie, dont il ressortait que l'assurée présentait un syndrome somatoforme douloureux de type fibromyalgie et une capacité travail de 50 à 60% dans une activité adaptée (rapport du 9 mai 2008). Par jugement du 7 juillet 2010, l'instance cantonale a rejeté le recours. C. O._ interjette un recours en matière de droit public contre ce jugement dont elle demande l'annulation. Elle requiert le renvoi de la cause à l'OAI pour instruction complémentaire et nouvelle décision au sens des considérants. Elle assortit son recours d'une requête d'assistance judiciaire. L'intimé conclut au rejet du recours, tandis que l'Office fédéral des assurances sociales a renoncé à se déterminer. 