Faits: A. Depuis l'obtention de son diplôme le 31 mars 2000, P._, née en 1973, mariée (2001) et mère de deux enfants (nés en 2003 et 2006), a travaillé comme infirmière auprès de divers employeurs. Elle a notamment été engagée à temps partiel par la Fondation X._ du 1er octobre 2001 au 30 juin 2005. En parallèle, elle a suivi des cours de massage, de réflexologie plantaire et d'aromathérapie (attestations des 5 juillet 2002 et 27 juin 2003). En raison d'une hernie discale L5-S1, l'intéressée a subi une intervention chirurgicale le 4 octobre 2003. En arrêt de travail à 100 % depuis cette date, puis à 50 % dès le 1er juillet 2005, elle a requis des mesures d'ordre professionnel de l'assurance-invalidité le 9 décembre 2005. Après avoir recueilli des informations auprès de X._ et les avis des médecins traitants de l'assurée, l'Office cantonal genevois de l'assurance-invalidité (ci-après: l'office AI) a confié la réalisation d'un examen au docteur A._, rhumatologue et spécialiste en médecine physique et rééducation rattaché au Service médical régional de l'AI (SMR). Ce médecin a fait état d'une incapacité de travail de 100 % depuis le 4 octobre 2003, puis de 30 % dans l'activité habituelle dès le 1er avril 2004 (rapport du 14 mai 2007). A l'issue d'une enquête économique sur le ménage, l'administration a retenu que l'assurée avait le statut d'une personne active à 60 % et consacrait 40 % de son temps aux activités ménagères (rapport du 24 juillet 2007). Par décision du 18 décembre 2007, l'office AI a rejeté la demande de l'intéressée. Il a considéré, d'une part, qu'il ne se justifiait pas d'ordonner des mesures d'ordre professionnel comme l'assurée ne présentait pas d'incapacité de travail dans son activité habituelle et d'autre part, qu'il n'y avait pas d'incapacité de travail d'au moins 40 % sur une durée suffisamment longue pour ouvrir le droit à une rente. B. P._ a déféré cette décision au Tribunal cantonal des assurances sociales de la République et canton de Genève, en requérant son annulation et en concluant à l'octroi d'une demi-rente d'invalidité. En cours de procédure, le tribunal a mandaté le docteur U._, interniste et rhumatologue, pour une expertise. Selon les conclusions de l'expert, l'assurée présentait une incapacité de travail de 50 % dès le 4 octobre 2003 (rapport du 16 décembre 2008). Par jugement du 3 mars 2009, les premiers juges ont admis le recours, annulé la décision du 18 décembre 2007 et ordonné à l'administration de statuer à nouveau au sens des considérants. C. L'office AI interjette un recours en matière de droit public à l'encontre de ce jugement. Il en requiert l'annulation et conclut à la confirmation de sa décision du 18 décembre 2007. Il a également sollicité l'effet suspensif à son recours, ce qui lui a été accordé par ordonnance du 16 juin 2009. P._ conclut au rejet du recours, tandis que l'Office fédéral des assurances sociales a renoncé à se déterminer. 