Народная артистка России.
Родилась в Ленинграде. В 1991 году поступила в Санкт-Петербургскую государственную академию театрального искусства (СПбГАТИ) на курс актерского мастерства Вениамина Фильштинского. По окончании академии была приглашена в стажерскую группу Санкт-Петербургского Малого драматического театра. Дебютом Ксении стала роль Нины Заречной в спектакле «Чайка» режиссера Льва Додина. Актриса сыграла Елену Андреевну в «Дяде Ване», Гертруду в «Гамлете», Леди Мильфорд в постановке «Коварство и любовь» режиссера Льва Додина в МДТ, Иокасту в спектакле «Царь Эдип», Беатриче в «Слуге двух господ» и Исмену в «Антигоне» в Государственном драматическом Театре на Литейном. 
Дебютировала в кино в возрасте шестнадцати лет в эпизодической роли в художественном фильме «Изыди!» (1991). В этом же году снялась в фильме «Русская невеста». Затем были работы у таких российских режиссеров, как Кирилл Серебренников («Юрьев День»), Павел Лунгин («Пиковая дама»), Сергей Урсуляк («Ликвидация»), Сергей Снежкин («Белая гвардия») и других. Актрису хорошо знают в Европе. Она много снимается в Италии – фильм Джузеппе Торнаторе «Незнакомка» завоевал несколько европейских наград, включая приз за лучшую женскую роль. 
Всего у Ксении Раппопорт более шестидесяти работ в кино.
В 2008 году вела церемонию открытия и закрытия 65-го Венецианского кинофестиваля. В июле 2013 года вошла в состав жюри программы «Горизонты» 70-го Венецианского кинофестиваля, в рамках которой оцениваются игровые и документальные фильмы с новыми тенденциями в развитии кинематографа.
Является главой попечительского совета благотворительного фонда «Дети Б. Э. Л. А. Дети-бабочки», помогающего детям с редким генетическим заболеванием – буллезным эпидермолизом (БЭ). 
Награды и премии.
2003 – премия «Золотой софит» за лучшую женскую роль в спектакле «Дядя Ваня» режиссера Льва Додина (МДТ– Театр Европы).
2004 – независимая молодежная премия «Триумф».
2007 – премия «Давид ди Донателло» Итальянской академии кинематографии в категории «Лучшая женская роль» за фильм Джузеппе Торнаторе «Незнакомка» (La Sconosciuta).  
2008 – приз за лучшую женскую роль открытого российского кинофестиваля «Кинотавр», а также приз «Белый слон» от Гильдии киноведов и кинокритиков России за роль Любови Павловны в драме «Юрьев день»  режиссера Кирилла Серебренникова. 
2008 – премия «Золотой орел» в номинации «Лучшая актриса» за фильм «Юрьев день» и «Ликвидация».
2008 – премия независимых критиков Европы «Золотой кувшин» за лучшее исполнение женской роли в фильме «Юрьев день».
2009 – премия «Золотой орел» в двух номинациях: «Лучшая женская роль в кино» за фильм «Юрьев день» и «Лучшая женская роль на телевидении» за телесериал «Ликвидация» режиссера Сергея Урсуляка.  
2009 – премия «Симпатия» (Premio Simpatia), учрежденная в 1971 году итальянским журналистом и знатоком римской истории Доменико Пертика (Domenico Pertica), за выдающуюся гражданскую деятельность. 
2009 – приз «Кубок Вольпи» 66-го Венецианского кинофестиваля за лучшую женскую роль в фильме «Двойное время» (La doppia ora) режиссера Джузеппе Капотонди. 
2009 – почетное звание «Заслуженный артист Российской Федерации» за заслуги в области искусства.
2012 – премии «Золотой орел» и «Ника» в номинации «Лучшая женская роль в кино» за роль Марии Ильиничны в мелодраме «Два дня» режиссера Авдотьи Смирновой.
2012 – специальная премия «Золотой лев» 58-го Международного кинофестиваля в Таормине (Сицилия, Италия) за роль в художественном фильме «Юрьев день» режиссера Кирилла Серебренникова. 
2013 – специальный  приз «За покорение вершин актерского мастерства и верность принципам школы К. С. Станиславского» 35-го Московского международного кинофестиваля. 
2013 – премия Станиславского (театральный сезон 2012-2013) на Международном театральном фестивале «Сезон Станиславского» в номинации «Мастерство актера» (лучшая женская роль) за роль Леди Мильфорд в спектакле «Коварство и любовь» Льва Додина (МДТ – Театр Европы). 
2014 – лауреат Санкт-Петербургской независимой актерской премии имени Владислава Стржельчика в номинации «Актер театра и кино». 
2014 – премия «Топ-50. Самые знаменитые люди Петербурга» в номинации «Театр» за активную работу в попечительском совете благотворительного фонда «Дети Б. Э. Л. А. Дети-бабочки» и роль Раневской в «Вишневом саде» Льва Додина. 
2014 – приз имени Натальи Гундаревой 12 фестиваля отечественного кино «Московская премьера» за лучшую женскую роль в фильме «Зимы не будет» режиссера Ильи Демичева. 
2014 – премия «Золотой орел» за лучшую женскую роль второго плана в фильме «Распутин» режиссера Ираклия Квирикадзе.
2015 – профессиональный приз российской Ассоциации продюсеров кино и телевидения в номинации «Лучшая актриса телефильма/сериала» за роль Ольги в сериале «Ладога» режиссера Александра Велединского.
2015 – почетное звание «Народный артист Российской Федерации» за большие заслуги в области театрального, кинематографического и музыкального искусства. 
2016 – государственная награда Итальянской Республики – орден Звезды Италии класса «Кавалер» – за выдающийся вклад в отношения между Италией и Российской Федерацией в кинематографической сфере. 
2017 – премии «Золотой орел» и «Ника» за лучшую женскую роль, а также награда XXV всероссийского кинофестиваля «Виват, кино России!» в Санкт-Петербурге за роль в фильме Павла Лунгина «Дама пик». 
2018 – приз Гильдии киноведов и кинокритиков в номинации «Короткий метр» открытого российского кинофестиваля «Кинотавр» за фильм «Прощай, любимый!» трех режиссеров Александра Цыпкина, Ксении Раппопорт и Павла Капиноса.