Ксения Безменова родилась 26 мая 1935 года.
В 1958 году окончила отделение истории и теории искусства исторического факультета Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова.
С 5 июля 1958 года — научный сотрудник-хранитель советской гравюры отдела графики Государственного музея изобразительных искусств имени А. С. Пушкина (ГМИИ имени А. С. Пушкина).
В 1973 году защитила диссертацию на соискание учёной степени кандидата искусствоведения.
С 1976 года — старший научный сотрудник.
В 2002—2010 годах была заместителем заведующего отдела графики.
В настоящее время — ведущий научный сотрудник — хранитель коллекции русской (советской) печатной графики XX века.Автор каталога-резоне советской литографии.Проводит занятия по техникам гравюры для студентов художественных вузов.Одна из ведущих специалистов в области современной русской гравюры.Организовала и провела более 60 выставок с каталогами в ГМИИ имени А. С. Пушкина и на других площадках, в том числе выставки работ Владимира Фаворского, Виве Толли, Михаила Пикова, Варвары Бубновой, Иллариона Голицына, Олега Кудряшова, Игнатия Нивинского, Петра Митурича, Бориса Мессерера, Дмитрия Лиона и многие другие.Полностью обработала музейную коллекцию литографии 1920-х и 1930-х годов.