Ksenia Perova fez parte da equipe da Rússia feminina nas Olimpíadas de 2012 e em 2016, na qual conquistou a medalha de prata no Tiro com arco nos Jogos Olímpicos de Verão de 2016 - Equipes femininas, ao lado de Tuyana Dashidorzhieva e Inna Stepanova, perdendo para as sul-coreanas na final por 5-1.