Родилась в Кирове в семье Александра Аркадьевича (трагически погиб в 2007 году) и Надежды Аркадьевны Домниных. Есть старшая сестра Татьяна.
Начала заниматься фигурным катанием в шестилетнем возрасте. Сначала каталась на открытом катке. Через три месяца была принята в группу спортивных танцев и стала тренироваться на искусственном льду. Первым тренером была Ирина Филипповна Федоровых, а первым партнером стал Антон Рябов. В 1995 году пара завоевала бронзу на международном турнире в Чехии. Затем каталась в паре с Иваном Лобановым, но подняться выше восьмого места на чемпионате России спортсмены не смогли.
В 2000 году получила приглашение от тренера Алексея Юрьевича Горшкова и уехала в Москву. Стала тренироваться в паре с Максимом Болотиным, с которым в 2000-2001 годах выиграла медали юниорских этапов серии «Гран-при» и вышли в финал. С ним же на чемпионате России среди юниоров заняла третье место. Когда Болотин перешел в группу к тренеру Светлане Алексеевой, осталась в группе Алексея Горшкова. В 2002 году стала кататься с Максимом Шабалиным, и уже в следующем году они стали чемпионами мира среди юниоров. В паре с Шабалиным стала дважды чемпионкой России, серебряной призершей чемпионата Европы, проходившем в Варшаве в 2007 году, и победила на чемпионате Европы в Загребе в 2008 году.
В 2008 году переехали в США и начали тренироваться у Натальи Линичук и Геннадия Карпоносова. Через год стали чемпионами мира, выиграв чемпионат в Лос-Анджелесе.
В 2010 году на Олимпиаде в Ванкувере были третьими. После Олимпиады завершила карьеру в любительском спорте. В этом же году выступает в мюзикле на льду «Огни большого города», режиссер-постановщик Илья Авербух.
В 2011 году через три месяца после рождения дочери вышла на лед и принимала участие в гастрольном туре «Лед и пламень» в паре с Максимом Шабалиным.
В 2012 году участвовала в проекте Первого канала «Ледниковый период. Кубок профессионалов». На разных этапах каталась в паре с Максимом Шабалиным, Андреем Хвалько, Русланом Гончаровым, Максимом Стависким, Александром Жулиным, Петром Чернышевым, Романом Костомаровым, Максимом Марининым, Алексеем Тихоновым и Повиласом Ванагасом.
В 2013 году принимает участие в шоу Первого канала «Ледниковый период» в паре с актером Владимиром Яглычем.
В 2013 году окончила факультет психологии Одинцовского гуманитарного иститута.
По приглашению хореографа-постановщика Ильи Авербуха и компании «Ледовая симфония», Оксана Домнина принимала участие в ледовом музыкальном спектакле «Мама» по мотивам сказки «Волк и семеро козлят» (2013 г.).
В 2014 году Оксана Домнина в паре с Максимом Шабалиным принимала участие в новом этапе шоу «Ледниковый период. Кубок профессионалов» на Первом канале в составе команды «Сборная России» (продюсер и режиссер проекта Илья Авербух). Состязания поделены на два этапа: командное и индивидуальный зачет, как и на Олимпийских играх в Сочи.
Супруг (гражданский брак) – Роман Костомаров, фигурист (вместе с 2005 года; расстались осенью 2013 г.)
Дочь – Настя (02.01.2011), от гражданского брака с Романом Костомаровым.
▪ Заслуженный мастер спорта России
В паре с Максимом Болотиным:
▪ Бронзовый призер чемпионата России (2002)
В паре с Максимом Шабалиным:
▪ Чемпионка мира среди юниоров (2003)
▪ Бронзовый призер чемпионата России (2003)
▪ Серебряный призер чемпионата России (2004, 2006)
▪ Чемпионка России (2005, 2007, 2010)
▪ Серебряный призер чемпионата Европы (2007)
▪ Бронзовый призер финала соревнований серии Гран-при (2007)
▪ Победительница финала соревнований серии Гран-при (2008)
▪ Чемпионка Европы (2008, 2010)
▪ Чемпионка мира (2009)
▪ Серебряный призер финала соревнований серии Гран-при (2009)
▪ Бронзовый призер XXI зимних Олимпийских игр в Ванкувере (2010)
▪ Медаль ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени (2010)