Diplomirala je čistu filozofiju sa klasičnim jezicima. Bila je prevoditeljka klasičnih filozofskih dela, kao i autorka studija, članaka, metafizičkih i etičkih rasprava. Između dva svetska rata bila je profesorka na Univerzitetu u Beogradu. Objavljeni su njeni Filozofski fragmenti. Prevodila je dela Aristotela (Organon), Platona (dijalog Parmenid), Spinoze (Etika), Adlera (Individualna psihologija).

Ksenija Atanasijević je rođena 1894. godine u Beogradu kao šesto dete uglednog lekara, upravnika Opšte bolnice Svetozara Atanasijevića. Njena majka Jelena, iz beogradske svešteničke porodice i sestričina predsednika beogradske opštine Aćima Čumića, umrla je posle porođaja. Kada je imala 12 godina, umire joj otac, i brigu o Kseniji preuzima njena maćeha, prosvećena nastavnica Više ženske škole Sofija Atanasijević. Najbolji drug joj je pesnik Rastko Petrović i njegova sestra, pariska slikarka Nadežda. Ksenija studira filozofiju na Beogradskom univerzitetu, profesor glavnog predmeta joj je slavni Branislav Petronijević, koga zbog otkrića u paleontologiji i originalnih filozofskih radova visoko uvažavaju evropski naučni krugovi. Međutim, Petronijević ja na Beogradskom univerzitetu strah i trepet. Ksenija se u pismu prijateljici jada da su njegova predavanja „fiziološki neizdrživa“ i da studenti padaju u nesvest na seminarima koje Petronijević vodi, trudeći se da ismeje, ponizi i s fakulteta zauvek otera svakog ko nije u stanju da mu intelektualno parira.

„Ja sam očekivala da svakog časa padnem mrtva. Jedna studenkinja je počela da plače, a jedna je otišla i nikada više neće doći“, kaže mlađana Ksenija. Ali taj isti Petonijević Kseniju otkriva kao najtalentovaniju na fakultetu i neformalno je proglašava svojom naslednicom. No, prvi uspesi na fakultetu prvi su susreti Ksenije Atanasijević sa zlobom čaršije, koja nikada nije trpela niti podržavala izuzetost: počinju ogovaranja o njenoj ljubavnoj vezi s profesorom Petronijevićem.
Pošto je diplomirala, za doktorski rad ona uzima delo Đordana Bruna i traga za retkim knjigama o njemu po čitavoj Evropi. Ima 28 godina kada brani svoju doktorsku tezu Brunovo učenje o najmanjem, 16. januara 1922. godine. U komisiji kojom predsedava Petronijević još su i Milutin Milanković i Veselin Čajkanović. Možda stoga da bi sam raskrinkao tračeve o njegovoj sentimentalnosti prema Kseniji, Petronijević tada prevazilazi i sopstvenu malicioznost i surovost prema studentima, pa u jednom času Kseniju Atanasijević, iako na filozofskom ispitu, vodi kroz područje više matematike. Ona neočekivano dokazuje da je sasvim spremna da objasni i matematičke formule koje se tiču dela Đordana Bruna, a zapanjeni Petronijević i Milanković gledaju jedan drugoga i komentarišu: „Kolega, jel sve u redu sa hormonima naše kandidatkinje?!“ Njihovi nespretni komplimenti trebalo je da kažu da je Ksenija „pametna kao muško“, no takve šale su učvrstile Kseniju rešenost da se bori za ravnopravnost žena u društvenom životu Kraljevine Jugoslavije.
Čaršija u Beogradu prelazi na „novu aferu“, i proglašava Kseniju ljubavnicom njene najbolje prijateljice Zore Stanković. Ova govorkanja zatim zamenjuju novom „pričom“: Ksenija Atanasijević je u vezi s poznatim beogradskim lekarom i „oženjenim čovekom“ Milanom Markovićem. Provakativni naslovi o ljubavnom životu Ksenije i doktora Markovića pojavljuju se i na prvim stranama tadašnje žute štampe, listova „Balkan“ i „Veče“. Čaršija im ne priznaje i privatnost ni kada se doktor Marković razvodi od prve žene i venčava sa Ksenijom Atanasijević. Pošto je Ksenija postala i predavač na Beogradskom univerzitetu, uvređeni profesor Miloš Trivunac na sednici univerzitetskog veća ponosno proklamuje: „Ima krajeva u Srbiji gde žene ljube u ruku mlađe muškarce, a vi hoćete da date katedru docenta jednoj mladoj devojci.“

Ksenija Atanasijević neće izdržati torturu koja joj se sprema na Beogradskom univerzitetu. Čitav krug profesora, koji uglavnim anonimno deluju, strasno se okomio na nju i smišlja afere. Glavna im je da je Ksenija, u jednom predavanju na Kolarcu, pomenula izvesni izvor, ne citirajući ga jasno, pa je na taj način postala plagijator. Na osnovu ovoga, oni organizuju glasanje za izbacivanje profesorke Atanasijević s Univerziteta. Profesor i pravnik, Živojin M. Perić, javno i vatreno upozorava da su ta glasanja sasvim nezakonita. Anonimna grupa tada diskusiju prebacuje na teren „autonomije Univerziteta“. Ksenija Atanasijević piše polemičke tekstove, poziva one koji je napadaju da javno kažu u čemu je stvar, traži pravo barem da se brani. S druge strane nema odjeka, a što vreme više prolazi, stvara se čaršijski utisak da „tu nečega ipak ima“. Punih osam godina Ksenija Atanasijević bezuspešno traži pravdu i zaštitu. U međuvremenu, Enciklopedija Britanika uvršćuje u svoje odrednice njen doktorski rad o Đordanu Brunu kao relevantnu literaturu za shvatanje Brunove misli. Konačno ona sama 1936. godine piše molbu Univerzitetu da je prevremeno penzioniše. Umorna od ove borbe je govorila: „na svojoj strani, osim istine i zakona, nisam imala ništa više“.
U Beogradu za vreme Drugog svetskog rata, Ksenija Atanasijević odbija da potpiše čuveni Apel beogradskih intelektualaca. Štaviše, pre rata pisala je protiv nacionalizma i branila Jevreje, pa je Gestapo hapsi. Posle završetka rata, nove komunističke vlasti je hapse. Iz komunističkog zatvora je izašla lišena samo građanskih prava, a sve njene knjige stavljene su na listu zabranjenih. Nastavlja anonimno da radi i priprema treći tom svog životnog dela Filozofski fragmenti. Taj rukopis nije nikada pronađen. Na osnovu onoga što jeste pronađeno, smatra se da je Ksenija Atanasijević tvorac originalnog i celovitog filozofskog sistema. Najveća srpska žena mislilac, čija je glavna tema problem zla u pojedincu i društvu. Dobijala je i zvanične pozive da predaje u Americi, ali ostala je u Beogradu, gde umire 1981, u svojoj 88. godini. Sahranjena je na beogradskom Novom groblju. Stara porodična grobnica Ksenije Atanasijević postoji samo u arhivskom registru. Grobno mesto je prekopano i prodato novim vlasnicima, a sve grobne ploče su uništene. Kako je privatna porodična grobnica uništena krajem osamdesetih, više nema nikakvih njenih „zemnih ostataka“ i obeležja.