Faits: A. X._ (ci-après: l'intéressée ou la recourante) est née en 1980. Ressortissante brésilienne, elle est arrivée en Suisse en 2001. L'année suivante, elle a rencontré, dans un bar, Y._, ressortissant suisse né en 1964 et domicilié à A._. Par la suite, ils ont vécu ensemble. En 2006, X._ est retournée au Brésil pour y voir son fils, né en 1997, qui vit avec son père. Elle est revenue en Suisse le 12 février 2007, se prévalant d'une promesse de mariage avec Y._. Une autorisation de séjour lui a été délivrée le 8 octobre 2007, le mariage ayant été conclu le 3 octobre 2007. Durant l'enquête diligentée par le Service cantonal de la population du canton de Vaud (ci-après: le Service cantonal de la population), X._ a expliqué, le 26 février 2009, qu'elle vivait séparée de son époux depuis avril 2008. Aucun d'eux n'avait toutefois sollicité des mesures protectrices de l'union conjugale. Elle travaillait dans un institut de beauté, ainsi que dans des bars de la région lausannoise. Elle a aussi gagné sa vie en qualité de serveuse. Y._, entendu le 22 janvier 2009, a précisé que la recourante ne l'avait épousée qu'aux fins d'obtenir une autorisation de séjour et qu'elle menait sa propre existence sans volonté de fonder un foyer, raison pour laquelle il avait demandé une séparation en avril 2008. Tous deux ont encore indiqué qu'une procédure de divorce était en cours. B. Le 30 mars 2009, le Service de la population a informé la recourante qu'il avait l'intention de révoquer l'autorisation de séjour délivrée en sa faveur. Par décision du 28 mai 2009, il a refusé de renouveler ladite autorisation. C. X._ ayant recouru contre la décision du 28 mai 2009, la Cour de droit administratif et public du Tribunal cantonal du canton de Vaud (ci-après: le Tribunal cantonal) a entendu les parties en date du 2 novembre 2009. A cette occasion, l'intéressée a nié s'être livrée à la prostitution. Elle a déclaré qu'elle travaillait le samedi, et d'autres jours de la semaine sur appel, au bar de l'hôtel B._. Elle a affirmé qu'elle gagnait 600 fr. par mois. Le loyer mensuel du studio qu'elle occupait était de 1'000 fr. Elle a encore exposé qu'elle et son époux avaient décidé de donner une nouvelle chance à leur couple et qu'ils avaient passé une convention à cet effet, document qui n'avait que la valeur d'un engagement moral des conjoints l'un envers l'autre. Y._, entendu en qualité de témoin, a affirmé qu'en épousant la recourante il visait à fonder un foyer et une famille. Toutefois, après six mois de vie commune à A._, les époux s'étaient séparés. Son épouse ayant refusé de signer une requête commune en divorce avec accord complet, il a alors requis l'annulation du mariage. Il estimait, en effet, que X._ l'avait épousé exclusivement "pour les papiers". Il n'aurait par contre jamais été payé pour agir en ce sens. Par la suite, Y._ a modifié les conclusions de sa requête judiciaire pour demander le divorce. X._ ayant recontacté son mari, les époux se sont revus régulièrement durant l'été 2009. Y._ a ainsi retiré sa demande en divorce. Il a fait signer une convention à l'intéressée afin qu'elle respecte ses engagements et qu'elle ne se livre plus à la prostitution. Ils se voyaient trois ou quatre fois par semaine, y compris le week-end et envisageaient de vivre à nouveau ensemble à compter de janvier 2010. Ils cherchaient un nouvel appartement afin de vivre ensemble. Les époux n'avaient pas repris la vie commune au 2 novembre 2009. D. Le 30 novembre 2009, le Tribunal cantonal a rejeté le recours formé par X._. En substance, il a retenu que la vie commune, pour autant qu'elle ait été une réalité, n'avait duré que six mois à peine, de sorte que la séparation des époux, intervenue en avril 2008, soit moins d'un an après que l'intéressée ait obtenu une autorisation de séjour, devait être considérée comme durable. X._ invoquait ainsi de façon abusive son mariage avec Y._ afin d'obtenir le renouvellement de son autorisation de séjour. Le Tribunal cantonal a également retenu que les conditions permettant de reconnaître un droit à une autorisation de séjour après la dissolution de la famille n'étaient pas remplies en l'espèce. E. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, X._ demande au Tribunal fédéral, sous suite de frais et dépens, de réformer l'arrêt du 30 novembre 2009 du Tribunal cantonal en ce sens que son autorisation de séjour est renouvelée. Elle fait valoir la violation de l'interdiction de l'arbitraire dans la constatation des faits, ainsi que celle de différentes dispositions du droit des étrangers et de l'art. 8 CEDH. Invité à se déterminer, le Service cantonal de la population a renoncé à toute détermination. Le Tribunal cantonal se réfère aux considérants de l'arrêt attaqué. L'Office fédéral des migrations conclut au rejet du recours. Par ordonnance du 21 janvier 2010, le Président de la IIe Cour de droit public du Tribunal fédéral a admis la demande d'effet suspensif. 