Rođena je 1984. godine, kao šesto dete uglednog lekara i upravnika Opšte bolnice, Svetozara Atanasijevića. Rano je ostala bez roditelja, tako da je brigu o njoj preuzela njena maćeha, nastavnica Više ženske škole, od koje stiče prva znanja iz filozofije. Najpre je pohađala državnu žensku gimnaziju, iako u to vreme nije bilo uobičajeno da se ženska dece školuju, a nakon mature, upisuje Filozofski fakultet, na kojem diplomira filozofiju sa klasičnim jezicima. Po završetku studija, odlazi u Ženevu i Pariz na usavršavanje.
Za doktorski rad je izabrala delo Đordana Bruna, kojeg je proučavala na Sorboni. Kako bi prikupila dovoljno materijala, tragala je za retkim i starim izdanjima njegovih knjiga po čitavoj Evropi. Svoju doktorsku tezu „Brunovo učenje o najmanjem“ branila je 1922. godine, sa dvadeset i osam godina, postavši time prva žena doktor nauka na našim prostorima.
Na fakultetu na kojem je doktorirala, Ksenija Atanasijević dobija zvanje docenta i predaje filozofiju i etiku. Mnogi profesori su se tome protivili, te su je optužili za plagijate u nekim manjim radovima, što je sprečava da akademski napreduje i postane redovna profesorka.
Pored profesorske karijere, Ksenija je istovremeno bila i teoretičarka feminizma i aktivistkinja. Naime, bila je stalna članica uprave i potpredsednica feminističke organizacije „Ženski pokret“, na čijim tribinama je neretko govorila. Takođe, bila je članica međunarodno feminističko-pacifističkih organizacija pod nazivom „Mala ženska antanta“ i „Internacionalna organizacija žena za mir“.
Tokom svog života, bavila se i novinarskim poslom, u okviru kojeg je bila jedan od pokretača časopisa „Dan“, koji se pretežno ticao književnosti. Čitaoci ovog časopisa su često mogli da naiđu na tekstove Ive Andrića, Miloša Crnjanskog, Stanislava Vinavera i mnogih drugih značajnih pisaca tog razdoblja.
Za vreme Drugog svetskog rata, Ksenija je odbila da potpiše Apel beogradskih intelektualaca i na taj način je stala u odbranu Jevreja, a to je bio razlog zbog čega je hapsi, najpre, Gestapo, a nakon rata i Odeljenje za zaštitu naroda. Kao posledica tih dešavanja, lišena je građanskih prava, dok su njene knjige zabranjene.
Uprkos tome, nastavila je da se bavi pisanjem i prevođenjem dela istaknutih filozofa, poput Aristotela, Platona, Spinoze i Adlera.
Umrla je 1981. godine, a iza sebe je ostavila mnogobrojne studije, članke, kao i metafizičke i etičke rasprave.
