Когда Оксане было 6 лет, родители привели дочь на открытый каток, но уже через три месяца девочку отобрали для занятий на искусственном льду, сразу же записав в танцы. Через пару лет её поставили в пару с Антоном Рябовым. Первый тренер — Федоровых Ирина Филипповна (г. Киров).
Со следующим партнером Иваном Лобановым в 2000 году она заняла восьмое место на взрослом чемпионате России и девятое на юниорском. По окончании же сезона ребята расстались — Оксану позвал в Одинцово (Московская область) Алексей Горшков, а Иван остался в Кирове и встал в пару с Ольгой Гмызиной.
Новый тренер поставил Оксану в пару с Максимом Болотиным. Первый сезон, 2000—2001, оказался плодотворным — Оксана и Максим вышли в финал юниорской серии «Гран-При» и завоевали бронзовую медаль на чемпионате России среди юниоров. Однако в паре пропало взаимопонимание, и по окончании сезона ребята расстались.
В мае 2002 года у Оксаны появился новый партнёр — Максим Шабалин. В 2003 году они выиграли чемпионат мира среди юниоров.
В 2004 году Домнина и Шабалин стали вторыми на чемпионате России, а в 2005 году первый раз выиграли этот турнир.
Пара приняла участие в Финале Мировой серии Гран-при по фигурному катанию сезона 2006—2007 в результате очень удачных выступлений на третьем этапе в Китае (1 место) и пятом — в Москве (2 место). В финале стали третьими после болгарского и канадского дуэтов.
На чемпионате России 2007 пара завоевала золотые медали второй раз.
На чемпионате Европы 2007 года заняли второе место, выиграв (как и на многих соревнованиях сезона) произвольный танец, но проиграв по сумме трех танцев 0,31 балла паре из Франции Изабель Делобель и Оливье Шонфельдер.
Сезон 2007—2008 года начался для Оксаны и Максима удачно — они стали победителями финала мировой серии Гран-при. Но затем не смогли принять участие в чемпионате России из-за операции на колене Максима. Несмотря на маленький период реабилитации и опасность рецидива травмы, Домнина и Шабалин приняли участие в чемпионате Европы и выиграли его. Однако травма у партнёра обострилась, понадобилось новое оперативное вмешательство, и в чемпионате мира 2008 пара пара участия не приняла.
В июне 2008 года спортсмены заявили, что приняли решение сменить тренера и отправляются в Делавэр к Наталье Линичук и Геннадию Карпоносову.
Сезон 2008—2009 дуэт начал с победы на турнире серии Гран-при «Cup of China», затем стали вторыми на «Cup of Russia», проиграв соперникам по сборной Яне Хохловой и Сергею Новицкому. В финале Гран-при они вторые после Делобель и Шонфельдера. От участия в чемпионате России Оксана и Максим решили отказаться, не желая сбивать режим подготовки к чемпионату Европы долгими перелётами и лишней акклиматизацией. На европейском первенстве, во время исполнения обязательного танца, Шабалин упал. Пара стала только пятой. Первоначально спортсмены утверждали, что колено партнёра не беспокоит. Однако на следующий день снялись с турнира, мотивировав отказ от участия обострением травмы. В промежутке между чемпионатом Европы и чемпионатом мира пара усиленно работала и смогла устранить недостатки в катании, вызванные недотренированностью. В марте 2009 года в Лос-Анжелесе Домнина и Шабалин впервые стали чемпионами мира. Они — первая пара в истории танцев на льду, выигрывавшая чемпионаты мира и среди юниоров и «взрослый» в неизменном составе.
В настоящее время живёт в гражданском браке с Романом Костомаровым. 2 января 2011 года Роман и Оксана стали родителями, у них родилась дочь Анастасия.
(С Шабалиным)
WD = снялись с соревнований
(С Болотиным)