Erste internationale Erfahrungen sammelte Xie Zhenye bei den 2010 erstmals ausgetragenen Olympischen Jugendspielen in Singapur, bei denen er im 200-Meter-Lauf in 21,22 s die Goldmedaille gewann und mit der gemischten Sprintstaffel auf Rang fünf lief. Zwei Jahre später siegte er auch bei den Juniorenasienmeisterschaften in Colombo in 21,15 s über 200 Meter und gewann im 100-Meter-Lauf in 10,54 s die Silbermedaille. Damit qualifizierte er sich für die Juniorenweltmeisterschaften in Barcelona, bei denen er mit in 10,49 s auf Rang acht über 100 Meter und in 20,66 s auf Rang fünf über 200 Meter gelangte. Über 200 Meter nahm er zudem erstmals an den Olympischen Spielen in London teil und schied dort mit 20,69 s in der ersten Runde aus. 2013 siegte er über diese Distanz bei den Asienmeisterschaften und sicherte sich die Bronzemedaille in der 4-mal-100-Meter-Staffel, kam aber bei den Weltmeisterschaften in Moskau erneut nicht über die erste Runde hinaus. Bei den IAAF World Relays 2014 auf den Bahamas belegte er mit der 4-mal-100-Meter-Staffel im B-Finale den dritten Platz während er mit der 4-mal-200-Meter-Staffel auf den siebten Platz gelangte. Im Oktober siegte er bei den Asienspielen im südkoreanischen Incheon in der 4-mal-100-Meter-Staffel und stellte über 200 Meter mit 20,74 s im Vorlauf einen neuen Landesrekord auf, wurde aber im Halbfinale wegen eines Fehlstartes disqualifiziert.