В августе 2016 года Перова вошла в состав олимпийской сборной России. По итогам турнира Ксения стала серебряным призёром Олимпийских игр в Рио-де-Жанейро в командном первенстве вместе с Туяной Дашидоржиевой и Инной Степановой. По результатам квалификации личного турнира Ксения заняла 17-е место, в результате чего уже во втором раунде плей-офф ей предстояло встретиться с Инной Степановой. Матч двух россиянок завершился в пользу Степановой 7:3.