Родилась в Ленинграде.
Зритель запомнил эту девушку по роли Машеньки Палкиной в сериале "Русские Страшилки". Не каждая красивая актриса согласится самоотверженно и отчаянно испортить свою внешность ради достоверности роли. Режиссер фильма Юрий Мамин - автор фильма "Окно в Париж" и др. - поставил перед актрисой условие - для образа она должна не только надеть смешные круглые коричневые очки, но и научиться "косить" глазами. Катерина смело "прокосила" целые четырнадцать серий из восемнадцати, и в результате довела свои глаза до состояния глазной грыжи. Врач Глазного Центра сказал ей: "Еще одну серию прокосишь, и левый глаз потеряешь." Но "игра стоила свеч" - образ очаровательной косоглазой идиотки в круглых очках так полюбился зрителям, что впоследствии, авторы другого не менее успешного сериала "Не родись красивой" решили позаимствовать образ, впервые созданный Катериной Ксеньевой. По словам Юрия Мамина: "Только косоглазие Машеньки Палкиной продюсеры СТС заменили брекетами для зубов".
Еще учась в Театральной Академии Катерина Ксеньева победила на студенческом конкурсе исполнителей русских романсов, а в 1997 году - получила второе место на Конкурсе Молодых Эстрадных Исполнителей Северо-Запада "АЮМ-97". Но до настоящего времени Катерина с головой ушла в актерскую профессию, параллельно готовя два вокальных проекта: русскоязычный и англоязычный альбомы с песнями. Продюсером русскоязычного диска является легендарный меценат многих рок-групп и идейный вдохновитель молодежных рок-фестивалей Андрей Тропилло. А над англоязычными песнями Катерина Ксеньева работает с саунд-продюсером Андреем Самсоновым, известным по своим последним работам с Марком Алмондом. Один из треков с будущего альбома уже вошел в звуковую дорожку к новому фильму Юрия Мамина "Не думай про белых обезьян" (релиз картины - январь 2007 года)
Катерина Ксеньева окончила Санкт-Петербургскую Академию Театрального Искусства в 1998 году, дебютировав на сцене Государственного Театра "Приют Комедианта" в нашумевшем спектакле "Санта-Крус" по романтической пьесе Макса Фриша в главной драматической роли. Постановщиком этого молодежного спектакля был известный актер и режиссер Юрий Томошевский.
Фильм "Горько" 1997 году стал ее дебютом в большом кинематографе. Роль романтической невесты 60-х годов была эпизодической, но очень искренней и запоминающейся.
В 2004 году режиссер сериала "Улицы разбитых фонарей-6" Кирилл Капица приглашает Катерину Ксеньеву сыграть роль роковой женщины, убивающей своих бывших любовников из снайперской винтовки в серии "Снайпер". Как ни странно, эта роль принесла Катерине уважение военных офицеров и простых зрителей.
В 2005 году Юрий Мамин поручил Катерине Ксеньевой сыграть драматическую роль девушки, сбежавшей из психиатрической клиники в своем большом кинопроекте с буддистским названием - "Не думай про белых обезьян". По словам Катерины Ксеньевой эта роль сближает ее героиню духовно с такими бунтарями, как Виктор Цой и Микки Рурк, которые всегда ненавидели лакеев, халдеев и конъюнктуру. Безусловно, как и всегда, Катерина Ксеньева играет здесь себя и только себя. "Сама мысль о том, чтобы напичкать мою роль "примочками", характерными для всех актрис, играющих психически больных женщин, была мне невыносима. Я ходила в психбольницы, вбирала в себя этот затхлый, смрадный и больной воздух, смотрела на этих больных людей и поняла, что надо просто быть - самой собой в предлагаемых обстоятельствах. С одной стороны, я достаточно "крэзи" сама и со мной не соскучишься. А с другой стороны, мне достаточно было одного, первого посещения клиники для душевнобольных, чтобы физически заболеть. В результате, мне не стыдно за мою героиню Дашеньку перед моими зрителями. Она - настоящая".
Катерина Ксеньева с головой ушла в продюсерскую деятельность. На сегодняшний день она является идейным вдохновителем и генеральным продюсером российско-американского проекта "Рокмен" о жизни и творчестве выдающегося советского музыканта Леонида Утесова. Она назвала свой проект "дочерним", ибо посвящает свою горячую продюсерскую деятельность исключительно режиссерскому таланту Юрия Мамина, который и должен воплотить жизнь Утесова на экране.
Катерина Ксеньева заручилась поддержкой американской стороны в лице Алекса Фасмана и голландской стороны в лице Андрея Тропилло.
С американской стороны, по ее замыслу, в проекте будут участвовать ярчайшие представители американского черного джаза и известные в США черные актеры. С российской стороны в новом фильме Юрия Мамина будут задействованы лучшие актерские силы страны. Кандидатура актера, способного сыграть столь неординарную и противоречивую личность, как Утесов, в настоящий момент обсуждается.
"Это моя миссия. Мой отец – выдающийся творец, снискавший своими фильмами любовь тысяч зрителей и множество международных наград. В жизни он – настоящий гражданин своей страны, подлинный рыцарь и патриот. Он и только он способен снять пронзительную историю взаимотношений творца и власти.
Моя миссия еще и в том, чтобы после просмотра этого фильма в мире стало меньше расистов. Герои проекта "Рокмен" - талантливые, вдохновенные музыканты, обаятельнейшие ребята. А какого цвета у них кожа и какого размера их носы - это не имеет никакого значения для общечеловеческих ценностей. Сейчас, когда родину черного американского джаза - Нью-Орлеан - постигла страшная трагедия, нужно напомнить людям о том, что без этого Великого Творческого Изобретения ХХ века наша жизнь была бы такой тоскливой! Я очень хочу, чтобы Нью-Орлеан возродился. Этим проектом мы вернем интерес широкого зрителя к великим музыкантам прошлого и подлинному черному американскому джазу, без которого ХХ век был бы пропитан лишь дымом страшных войн."