На Олимпийских играх 2008 года Ксения участвовала в заплывах на 100 метров на спине и в комбинированной эстафете 4×100 метров. В плавании на спине Москвина не смогла пройти полуфинал, в эстафете вместе с Юлией Ефимовой, Натальей Сутягиной и Анастасией Аксёновой вышла в финал, где её заменила Анастасия Зуева и сборная России заняла 5-е место.