Ксения Первак родилась в Челябинске. Отца спортсменки зовут Юрий, мать - Оксана. Оба занимаются бизнесом. Первые шаги в теннисе Ксения сделала в возрасте восьми лет.
В 2009 году Ксения выиграла юниорский Australian Open, а чуть позже поднялась на пятую строчку юниорского рейтинга.
В активе Первак девять титулов ITF в одиночном разряде, а также победа на турнире WTA в Ташкенте в 2011 году. 19 сентября 2011 года спортсменка поднялась на 37-е место в мировом рейтинге - самое высокое в своей карьере.
В том же 2011-м году Ксения дошла до четвёртого круга Уимблдона - это лучший результат теннисистки на турнирах «Большого шлема». Всего за карьеру представительница России заработала $1,016,779 призовых.
В ноябре 2015 года Первак приняла решение завершить профессиональные выступления. Причиной этого стали хронические травмы.