[1]​ Su padre y su madre, ambos atletas, son de la antigua Yugoslavia nacionalizados franceses.

[2]​[3]​ Su mayor logro en dicha modalidad llegó en 2009 con Roland Garros al ganar el título individual femenino júnior sin perder un solo set en el torneo.

[3]​[4]​ Ese año también fue finalista en individuales y dobles júnior del Campeonato de Wimbledon.

En 2011 también llegó por primera vez a la segunda ronda del dobles femenino de Roland Garros.

Volvió a caer en primera ronda de Roland Garros, esta vez ante Dominika Cibulkova por 2–6, 1–6.

En sus primeras dos rondas venció a Marina Erakovic y Anastasiya Pavliuchenkova, respectivamente, en dos sets.

[6]​ Kristina luego halló éxito en el Taipei Ladies Open (que no forma parte del WTA Tour, sino de la serie WTA 125s), donde se llevó el título por 6–4 y 6–3 ante la taiwanesa Chang Kai-chen.

También representó a Francia en los Juegos Olímpicos de Londres 2012, siendo invitada en dobles donde se emparejó con Alize Cornet, ambas perdieron en primera ronda ante las chinas Shuai Peng y Jie Zheng.

En la Fed Cup 2013, ella y Alize Cornet le dieron una victoria al equipo de Francia.

[3]​ Después del exitoso resultado, la pareja se volvió a juntar para Wimbledon y fueron campeones por 5–7, 6–2, 8–6 ante la americana Lisa Raymond y el brasileño Bruno Soares, siendo este el primer título Grand Slam de Mladenovic y convirtiéndola así en la segunda persona nacida en la década de los 90 en ganar un título Grand Slam ya sea en individuales o en dobles.