Xenia de la Ossa obtuvo su doctorado en la Universidad de Texas en Austin con la disertación Quantum Calabi-Yau Manifolds and Mirror Symmetry escrita bajo la supervisión de Willy Fischler. Estuvo en el Instituto de Estudios Avanzados de 1993 a 1995.  

Es conocida por sus contribuciones a la física matemática y gran parte de su trabajo se centra en la teoría de cuerdas y su interacción con la geometría algebraica.

Actualmente es profesora de matemáticas en el instituto de matemáticas de la Universidad de Oxford. Es autora de varias publicaciones que han sido publicadas en muchas revistas de renombre. es miembro del String Theory Group.

 Sus investigaciones se centran  en Física Matemática, Geometría y Física Teórica, específicamente en las estructuras matemáticas que surgen en la Teoría de Cuerdas. Estos incluyen teorías de campos conformados, geometría diferencial, geometría algebraica y la aritmética de los colectores de Calabi-Yau.

Ha pertenecido a comités científicos de varias organizaciones para la promoción de eventos científicos en América Latina, entre ellos el Centro Mesoamericano de Física Teórica [y la Escuela de Matemáticas de América Latina y el Caribe. Ha sido invitada como ponente a muchas conferencias en importantes instituciones académicas de todo el mundo.

También ha sido investigadora principal del proyecto titulado Vacuum States of the Heterotic String, financiado por una subvención del Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC).