Если xml файл генерируете вы, вы можете гарантировать например его форматирование (запретить перенос критичных для вас данных на новые строки), в этом случае очень много ситуаций можно обработать простым поиском и заменой.
В сложных ситуациях, когда нужно искать, где именно и что заменить, можно парсить xml самостоятельно, построчно, есть для этого даже готовые методы
https://secure.php.net/manual/ru/ref.xml.php
т.е. вы построчно парсите xml для поиска нужной строки, а запись ведете как с обычным текстовым файлом, построчно, подменив нужные данные на лету.
p.s. если у вас большие данные, что требуется такая оптимизация (если вам не подходит вариант, описанный в соседнем ответе) то... меняйте логику вашей программы,.. xml (или например json) вообще самый не подходящий инструмент для хранения.