Ksenia Semenova (Rusça: Ксения Семёнова, d. 20 Ekim 1992, Tula, Rusya) Rus artistik jimnastikçi. Bireysel genel toplamda 2009 Avrupa şampiyonu ve 2008 Olmpiyat dördüncüsü, Asimetrik paralel'de 2007 Dünya, 2008 Avrupa Şampiyonu, Denge aletinde 2008 Avrupa Şampiyonudur.
2008 Yaz Olimpiyatları'na katılan Rusya takımında yer almıştır ve kadınlarda genel toplam yarışmasını 4. sırada bitirmiştir. Semenova asimetrik paralelde finalde yarışmış ve 6. olmuştur. Denge aletinde elemelerde 8. sırada yer almasına rağmen finalde her ülkeden en fazla iki sporcu yarışmasına ilişkin kural sebebi ile yarışamamışır. Takım arkadaşları Anna Pavlova (gymnast) ve Ksenia Afansyeva 6. ve 7. sırada finale kalmıştır. Semenova ve Afansyeva 15.775 puan ile berabere kalmışlar ancak beraberlik kuraları avantajı Afansyeva'ya vermiştir.