Родилась в г. Тифлисе (ныне Тбилиси, Грузия) 6 февраля 1899 года.Окончила Тифлисский политехнический институт (1922). Доктор сельскохозяйственных наук (1944), профессор (1949), академик ВАСХНИЛ (1956).Работала препаратором Контрольной семенной станции Тифлисского ботанического сада (1921—1924).Полевод Караязской селекционной станции (1924—1927), Ганджинской селекционной станции (1927).Старший научный сотрудник (1927—1941), заведующая отделом селекции и семеноводства чая (1941—1968), заместитель директора по научной части (1968—1974) Чаквинского филиала ВНИИ чая и субтропических культур.
В 1948 году Ксения Бахтадзе впервые в мире вывела искусственные гибриды чая: сорта «Грузинский № 1» и «Грузинский № 2» .Умерла 28 ноября 1978 года.