XPathNavigator. SetValue бросает NotSupportedException

Объекты XPathNavigator , созданные ] Объекты XPathDocument доступны только для чтения (см. MSDN: Замечания )
Он должен быть создан с помощью XmlDocument , чтобы его можно было редактировать:

XmlDocument xmlDoc = new XmlDocument();
xmlDoc.Load(fileName);
XPathNavigator nav = xmlDoc.CreateNavigator();
XPathNavigator node = nav.SelectSingleNode(@"//Book[Title='OldTitle']/Title");

node.SetValue("NewTitle");