W US Open była rozstawiona jako dwudziesta trzecia, a w pierwszej rundzie wygrała z Barborą Záhlavovą-Strýcovą 7:5, 6:4. W następnej rundzie spotkała się po raz trzeci w Wielkim Szlemie w sezonie z Yvonne Meusburger. I tym razem zwyciężyła 4:6, 7:5, 6:0. W trzecim meczu przegrała ze Swietłaną Kuzniecową 3:6, 4:6.
2011 Na Australian Open, rozstawiona z numerem osiemnastym, Rosjanka wygrała w pierwszej rundzie z Rominą Oprandi 6:3, 5:7, 8:6, natomiast w kolejnym spotkaniu przegrała z Ivetą Benešovą 3:6, 1:6. Na French Open, rozstawiona z numerem dwadzieścia pięć, wygrała w pierwszym meczu z Coco Vandeweghe 7:6(5), 6:2, natomiast w drugim spotkaniu zwyciężyła Chanelle Scheepers 6:1, 6:4. W koeljnej rundzie Rosjanka wygrała z Arantxą Rus 6:1, 6:1. W czwartym meczu przegrała z Andreą Petković 2:6, 6:2, 4:6. Na Wimbledonie została rozstawiona z numerem dwadzieścia sześć. W pierwszej rundzie Kirilenko wygrała z Albertą Brianti 6:2, 6:1, a w drugim meczu pokonała Tamarine Tanasugarn 7:5, 7:5. W trzecim pojedynku uległa Serenie Williams 3:6, 2:6. Na US Open, rozstawiona z numerem dwadzieścia pięć, wygrała z Jekatieriną Makarową 4:6, 6:1, 7:6(3), z Wierą Duszewiną 6:1, 6:2, i z Christiną McHale 6:2, 6:3. W czwartej rundzie uległa późniejszej zwyciężczyni turnieju, Samancie Stosur 2:6, 7:6(15), 3:6.