Изображение Ксении Юрьевны, выполненное в академической стилистике, было включено в программу стенописи придела благоверного князя Александра Невского в московском храме Христа Спасителя (1870 гг., художник Лев Павлович Пигулевский; в конце 1990 гг. роспись реконструирована, художник Алексей Алексеевич Живаев). Иногда Ксению Юрьевну отождествляли с почитаемой княгиней Ксенией Ярославской. Исследователи полагают, что в иконописном подлиннике 1820 гг. под 24 января о внешности, по-видимому, Ксении Юрьевны сказано: «Подобна аки Варвара мученица» (Российская национальная библиотека). Исследователям неясно, какая именно благоверная княгиня Ксения изображена и на хромолитографии «Собор святых жён, просиявших в Русской земле» конца XIX – начала XX вв. из церкви во имя апостола Иоанна Богослова подворья Леушинского монастыря в Санкт-Петербурге (Исследователи полагают, что происходит из Леушинской обители). В 1890 гг. – 1902 г. по заказу Тверской учёной архивной комиссии на средства кашинского купца и краеведа Иоасафа Яковлевича Кункина инокинями кашинского Сретенского монастыря была создана икона «Собор Тверских святых» (находилась в Троицкой церкви Кашина). Разработка новой композиции осуществлялась под руководством архиепископа Димитрия (Самбикина). Ксения Юрьевна изображена на иконе в монашеском одеянии второй слева во втором ряду, за благоверной княгиней Анной Кашинской и благоверным князем Михаилом Тверским. На иконе «Собор Тверских чудотворцев» конца 1980 – начала 1990 гг. образ Ксении Юрьевны помещён в первом ряду рядом с образом сына. После канонизации в 1989 г. патриарха Московского и всея России Тихона для церкви Святой Троицы («Белая Троица») в Твери по благословению епископа Тверского и Кашинского Виктора (Олейника) иконописцем Андреем Запрудновым была написана икона с иным расположением фигур святых: в центре впереди стоит святитель Тихон, Ксения Юрьевна – первая слева во втором ряду. В 2007 г. иконописцем Марией Кондрашовой для тверского храма во имя блаженной Ксении Петербургской была создана икона «Собор святых, в земле Тверской просиявших». Ксения Юрьевна – в молении на фоне Тверского кремля, крайняя слева в первом ряду, рядом с сыном, благоверным князем Михаилом Тверским. В начале XXI в. появились единоличные иконы Ксении Юрьевны и необычные композиции с её образом. На золотофонной иконе работы тверского мастера Натальи Колтовой (2012 г., частное собрание) благоверная княгиня написана фронтально по пояс в мантии и схиме, на голове – голубой островерхий куколь, в правой руке – свиток. В 2003 г. инок Валаамского подворья в Москве создал образ «Собор святых Ксений» (частное собрание): благословляющему Спасителю предстоят преподобномученица Ксения (Черлина-Браиловская), блаженная Ксения Петербургская, преподобная Ксения Миласская, Ксения Юрьевна, мученица Ксения Радунь. Ксения Юрьевнаа представлена справа в позе, напоминающей изображение на миниатюре хроники Георгия Амартола, но с крестом в левой руке, её куколь немного светлее мантии. В 2004 г. иконописец Т.Я. Козлова выполнила икону «Собор святых Покровского храма Твери». На фоне церкви Покрова Пресвятой Богородицы слева стоят святые, в честь которых были освящены приделы храма, – святители Кирилл и Афанасий Александрийские, а также устроительница Афанасиевского монастыря благоверная княжна София Ярославна с сёстрами обители. Справа – благоверные Ксения Юрьевна (в мантии и округлом схимническом куколе), князь Михаил Тверской и княгиня Анна Кашинская.