どこが違うのか気になったのでメモ。 Window-based ApplicationをView-based Applicationと同じところまで持っていく作業を書き出してみます。

※ Xcode 4.1で動作確認しています。

Window-based Applicationを作成

RootViewControllerを作成

File - New - New FileでUIViewControllerテンプレートを選び、RootViewController(.h, .m, .xib)を作成する

Interface Builderで作業

MainWindow.xibを開く
View - Utilities - Show Object Library を開いて、

1. View ControllerをDrag & Drop

View - Utilities - Show Identity Inspector を開いて、

1. 先にDropしたView Controllerを選択
2. Custom ClassのClassをRootViewControllerに
3. (LabelをRoot View Controllerに)

View - Utilities - Show Attributes Inspector を開いて、

1. View ControllerのNIB NameをRootViewControllerに

View - Assistant Editor - Show Assistant Editor を開いて、

1. AppDelegateクラス(h)を開く
2. IB上でoptionキーを押しながらRoot View Controllerを選択、(hファイル上まで)DragしてInsert Outlet Connectionを追加(Name：viewController)

下記のようにコード生成されます：

   1  @interface RootViewControllerProtoAppDelegate : NSObject <UIApplicationDelegate> {
   2      RootViewController *_viewController;
   3  }
   4  
   5  
   6  @property (nonatomic, retain) IBOutlet UIWindow *window;
   7  @property (nonatomic, retain) IBOutlet RootViewController *viewController;

エディタでの作業

AppDelegateクラスのhで、@classを追加：

   1  @class RootViewController;

AppDelegateクラスのmで、#import、さらにself.viewControllerをself.window.rootViewControllerに

   1  #import "RootViewController.h"
   2  
   3  - (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions
   4  {
   5      // Override point for customization after application launch.
   6      self.window.rootViewController = self.viewController;
   7      [self.window makeKeyAndVisible];
   8      return YES;
   9  }

厳密に言うと、View-based ApplicationではviewControllerの宣言のされ方が若干違います。そこは各自確認下さいませ。。
作業をしてみてIB経由でクラスにViewController変数を追加するのはやったことなかったので、とても勉強になりました ：）