Ксения в детстве занималась волейболом, плаванием, танцами. С 11 лет занимается легкой атлетикой, первоначально специализировалась на тройном прыжке и даже выиграла юношеский чемпионат России среди 14-летних, но позже выбрала бег. Тренировалась у Татьяны Ивановны Мысик, Геннадия Алексеевича Колесникова, Анатолия Васильевича и Татьяны Михайловны Литвиновых, Валентина Михайловича Маслакова. Представляет Липецкую область и спортивное общество «Динамо».
В 2007 году Ксения Вдовина стала чемпионкой Европы среди молодежи в эстафете 4х100 м, в 2009 году — в эстафете 4х400 м.
С 2009 года выступает на взрослом уровне. На зимнем чемпионате России-2010 она заняла 4 место на дистанции 400 м.
На чемпионате мира 2010 года в Катаре завоевала серебряную медаль в эстафете 4х400 м.
Ксения имеет высшее образование, она окончила юридический факультет Воронежского института МВД.