Radionova estreou na categoria sênior no cenário internacional no Nebelhorn Trophy de 2013. Finalizando ambos os programas em primeiro, ela ganhou ouro com uma margem de mais de 25 pontos sobre a bicampeã mundial Miki Ando. O Skate America de 2013 foi o primeiro GP de Radionova como sênior, no qual ela ganhou bronze, e depois o NHK Trophy, no qual ela ficou com a prata. Seus resultados a qualificaram para a final do Grand Prix no qual ela ficou em quarto lugar.