Ксения Каталымова родилась 28 июля 1978 года в Санкт-Петербурге. В 2000 году окончила Санкт-Петербургскую государственную академию театрального искусства, обучаясь на курсе под руководством В. В. Петрова. С 2006 года она является частью труппы театра. В её репертуаре значатся такие спектакли, как «Шутники», где она исполняет роль Анны Павловны, и «Вишнёвый сад», в котором играет Шарлоту Ивановну. Премьера «Шутников» состоялась 4 марта 2006 года, а «Вишнёвого сада» — 26 мая 2012 года. Ксения также известна по ролям в спектаклях «Трамвай «Желание»», где она исполняет Стеллу (премьера — 23 ноября 2014 года), и «Баба Шанель», где сыграла Розу (премьера — 27 декабря 2014 года).