A fim de treinar para a competição continental, Semenova participou do Campeonato Nacional Russo, conquistando duas medalhas de ouro - nas barras assimétricas e solo -, e uma de bronze, no salto. Em seguida, sua primeira grande competição de 2009, após nova mudança no Código de Pontos, foi então o Campeonato Europeu, que contou apenas com as provas individuais. Nele, Ksenia fora o destaque feminino, por disputar quatro finais e conquistar três medalhas. A primeira delas, veio no individual geral, de ouro.. Sua compatriota Ksenia Afanasyeva (prata) e a suíça Ariella Kaeslin completaram este pódio. Nas finais por aparelhos de que participou, apenas na trave de equilíbrio, a ginasta saiu sem pódio. Nas barras assimétricas, Semenova encerrou na segunda colocação, ao não superar a favorita, a britânica Beth Tweddle. No solo, bronze para a atleta russa, com 14,625 pontos, superada pela italiana Vanessa Ferrari e novamente, por Tweddle. Em outubro do mesmo ano, a ginasta, recuperando-se de uma lesão, participou do Mundial de Londres, no qual competiu somente a final do individual geral. Ao somar 54,525, Ksenia atingiu a 13ª colocação, 3,300 pontos atrás da campeã da prova, a norte-americana Bridget Sloan, e 0,700 a menos que sua companheira de equipe, Ekaterina Kurbatova. No mês seguinte, competiu na etapa de Copa do Mundo de Stuttgart, na qual conquistou a medalha de bronze na trave de equilíbrio, em prova vencida pela romena Ana Porgras. Em 2010, no Nacional Russo, em Penza, Ksenia fora medalhista de ouro na trave e por equipes, e vice-campeã na prova geral e no solo; nas barras assimétricas, somou 13,250 pontos, e terminou na quinta colocação.