Fatti: A. M._, cittadino italiano, nato nel 1950, ha lavorato in Svizzera dal 1968 al 1979 solvendo regolari contributi all'AVS/AI. Rientrato in Italia, l'assicurato ha svolto un'attività di commerciante nel settore alimentari fino al 15 settembre 2003, data alla quale ha subito un infarto miocardico che lo ha costretto a cessare (senza più riprenderla) l'attività lavorativa. Il 23 ottobre 2003 l'interessato ha presentato una domanda volta all'ottenimento di una rendita svizzera dell'AI. Esperiti i propri accertamenti, l'Ufficio AI per gli assicurati residenti all'estero ha respinto la domanda di prestazioni per carenza di invalidità di grado pensionabile (decisione del 10 marzo 2005 e decisione su opposizione del 9 giugno 2005). Adita su ricorso dell'assicurato, la Commissione federale di ricorso in materia d'AVS/AI per le persone residenti all'estero (dal 1° gennaio 2007: Tribunale amministrativo federale) ha annullato la decisione su opposizione e rinviato gli atti all'amministrazione per complemento istruttorio, e più precisamente per approfondire la situazione dal profilo cardiologico (pronuncia del 9 maggio 2006). Dopo avere completato l'istruttoria per mezzo di una relazione medico-legale affidata all'istituto nazionale (italiano) della previdenza sociale (INPS), l'UAI, preso atto anche del parere del proprio servizio medico regionale (SMR) che aveva dichiarato l'assicurato pienamente abile al lavoro, dal 16 novembre 2003, in un'attività sostitutiva (leggera), e inabile, nella misura del 100 % (dal mese di settembre 2003), rispettivamente del 40 % (dal 16 novembre 2003) nella sua precedente attività, ha confermato il rifiuto del diritto alle prestazioni (decisione del 20 dicembre 2007). B. Patrocinato dall'avv. Luigi Potenza, l'assicurato si è aggravato al Tribunale amministrativo federale, il quale per pronuncia del 10 agosto 2009 ha confermato l'operato dell'amministrazione. C. Sempre assistito dall'avv. Potenza, M._ ha presentato ricorso al Tribunale federale, al quale chiede di annullare il giudizio impugnato e di riconoscergli il diritto a una rendita d'invalidità. Dei motivi si dirà, per quanto occorra, nei considerandi. L'UAI ha proposto la reiezione del gravame, mentre l'Ufficio federale delle assicurazioni sociali ha rinunciato a determinarsi. 