В схиме, мантии, с крестом в правой руке и со свитком в левой Ксения представлена в рост в греко-грузинской рукописи конца XV в. (так называемой Афонской книге образцов – Российская национальная библиотека), другое оплечное изображение Ксении в той же рукописи помещено в медальоне. В поствизантийской живописи Ксения традиционно изображалась в схиме, как, например, на фресках 1721 г. собора монастыря Ватопед на Афоне. В монашеском облачении и с платом на голове, повязанным на манер восточного тюрбана, с крестом в левой руке она изображена в ряду св. жён на фресках румынского монастыря Хумор, расписанного в 1535 г. мастером Фомой из Сучавы. На Руси имя святой было популярно в княжеских семьях. В честь Ксении была названа княгиня Ксения Тверская (ум. в 1312 г.), жена первого Тверского князя Ярослава Ярославича, мать князя Михаила Тверского. В русском искусстве XVI в. активно развивалась иконография Ксении. В 1551 г. в Троице-Сергиев монастырь княгиней Киликией Ушатой была вложена икона «Преподобная Ксения, с житием» – единственный известный пример житийной иконографии этой святой (Сергиево-Посадский историко-архитектурный художественный музей-заповедник). В среднике преподобная изображена в рост в монашеских одеждах, на голове куколь, в правой, отведённой в сторону руке держит крест, в левой – свиток с текстом: «Любя и Бога, и ангельское на земли житие живет постяся…» Житие проиллюстрировано 16 клеймами с сюжетами: рождение; приход сватов к отцу Ксении; Ксения сговаривается с двумя служанками о побеге из дома; Ксения раздаёт имущество нищим; бегство из родительского дома; путешествие по морю; прибытие на остров Кос; встреча со старцем; прибытие Ксении и старца в монастырь в городе Миласы и основание женского монастыря; посвящение Ксении в диакониссы; сообщение сподвижницам о приближающейся смерти; кончина; прибытие епископа к одру Ксении; вынос тела для погребения; положение тела в чудесно указанном месте; погребение. К самостоятельным образам Ксении исследователи относят её изображение на полях иконы «Святой Павел исповедник», упомянутой как вклад П.М. Бахтина около 1575 г. в Успенский Шаровкин монастырь близ села Ильинского Калужской губернии. На иконных минеях XVI в. Ксения изображалась в монашеских одеждах, в характерном головном уборе с плоским верхом, напоминающим камилавку, со свитком в руке (икона XVI в., Музей икон в Рекклингхаузене). На более поздних иконах головным убором Ксении стал остроконечный куколь. В последней четверти XVI в. было создано несколько икон св. покровителей семьи царя Бориса Фёдоровича Годунова, дочь которого была названа Ксенией. На иконе 1589 г. «Избранные святые, князь Борис, Феодот Киринейский, Мария Магдалина и преподобная Ксения, с иконой Божьей Матери «Знамение» и Святой Троицей» (ПИАМ) на голове Ксении синий куколь с красными крестами, в руке она держит свёрнутый свиток. К этой же иконографии восходит икона 1580 гг. из собора Рождества Пресвятой Богородицы Антониева монастыря в Великом Новгороде (Русский музей). В русском искусстве Ксении был дан эпитет «Римляныня», как на иконе Прокопия Чирина начала XVII в., написанной также по заказу царя Бориса Годунова, «Святые Борис, Глеб, Феодот Киринейский, Мария Магдалина, Ксения Римляныня в молении Троице Новозаветной» (Третьяковская галерея). На этой иконе Ксения изображена с крестом в руке. Традицию почитания Ксении исследователи прослеживают в династии Романовых – её образ был помещён на дробнице для надгробного покрова царевны Софии Михайловны 1636 г. из Вознесенского монастыря (музеи Московского Кремля).