Начинала кататься у тренера Людмилы Суслиной, затем у Елены Буяновой, но в 2002 году по семейным обстоятельствам переехала из Москвы в Санкт-Петербург и поступила в группу Алексея Мишина.
В 2007 году, сенсационно выиграла чемпионат России, обойдя гораздо более опытную Елену Соколову и Александру Иевлеву. На чемпионате Европы 2007 года выступила неудачно, стала только 28-й. На чемпионат мира того года, вместо Ксении поехала Арина Мартынова.
После этого провала, а также резкой критики со стороны тренера, летом 2007 года она принимает решение сменить наставника и переходит к Алле Пятовой.
Следующий чемпионат страны Ксения также выигрывает. Затем, на чемпионате Европы 2008 года Доронина показывает 9-й результат, на чемпионате мира 2008 года в Гётеборге становится 17-й.
Сезон 2008—2009 Ксения пропустила полностью, из-за серьёзной болезни.
В сезоне 2009—2010, заняла 4-е место на 2-м этапе Кубка России в Перми и только 9-е на 4-м этапе в Москве, но была, в качестве исключения, включена Федерацией фигурного катания в состав участников чемпионата России 2010, где заняла 13-е место.
Больше в соревнованиях Ксения не участвовала и в настоящее врем работает вторым тренером у Аллы Пятовой.