Federica De Cola nasce a Messina il 10 maggio 1984. Debutta come attrice nel 1999, a soli 15 anni, nello spettacolo Pensaci Mario di Angelo Campolo, che la dirige l'anno successivo in Fandango e Nemici del cuore del 2001. Ancora studentessa  al liceo, continua a lavorare in teatro con Gianni Fortunato e Sofia Zanardi, che la scelgono, rispettivamente, per i musical Grease e Cats. 

Nel 2003 inizia i suoi studi artistici al laboratorio del Teatro Vittorio Emanuele diretto da Maurizio Marchetti e tenuto da Pupetto Castellaneta; ma anche agli stage del Teatro Stabile di Calabria, tenuti rispettivamente da Nikolaj Karpov (che la dirige in Romeo e Giulietta)e Valeria Benedetta Michelangeli. 

Nel 2004 è diretta da Riccardo Caporossi nella pièce Passaggi e partecipa allo stage intensivo di Mamadou Dioume a Roma, e al Master Dalla Commedia dell'arte alla maschera moderna - promosso dal Teatro Metastasio e dal Teatro Stabile della Toscana - e tenuto da Marcello Batoli. Contemporaneamente si laurea al DAMS presso l'Università di Palermo. 

Il 2006 è un anno importante per l'attrice: è diretta a teatro da Giancarlo Cobelli ne La locandiera di Goldoni e debutta al cinema con Nuovomondo di Emanuele Crialese.  Partecipa assieme all'attore messinese Maurizio Marchetti, all'episodio La pazienza del ragno de Il Commissario Montalbano, per la regia di Alberto Sironi. Nel 2007 è diretta da Giampiero Cicciò nello spettacolo Lo Stato d'assedio e da Valerio Negrin nella fiction L'ultimo dei Corleonesi. L?'anno successivo, mentre recita a teatro con Daniela Giordano (Come lo fanno le ragazze), interpreta anche il personaggio di Nicoletta Campagna ne La vita rubata (fiction Rai di Graziano Diana sul delitto di Graziella Campagna) e quello di Alice in Rebecca, la prima moglie di Riccardo Milani. 

Nel 2009 la De Cola partecipa alle fiction Rai Puccini (Giorgio Capitani), Pane e libertà? (Alberto Negrin) e Sissi (Xaver Schwarzenberg). Nello stesso anno la vediamo anche in un episodio di Don Matteo 7 (regia di Giulio Base) e in una puntata di Medicina generale (regia di Luca Ribuoli e Francesco Micciché). In teatro è diretta da Mario Gelardi in Lo chiamavano Giufà. 

Nel 2010 è nel cast dello spettacolo Hell di Francesco Giuffré, ed interpreta anche il ruolo di Caterina nella fiction Le cose che restano di Gianluca Maria Tavarelli. 

Nel 2011 l'attrice torna a lavorare con Graziano Diana in Edda Ciano e il comunista e con Riccardo Milani in Atelier Fontana - Le sorelle della moda, ove dà il volto a Giovanna Fontana. Il ruolo le vale il Premio L.A.R.A. per la miglior attrice al Roma Fiction Fest. Nello stesso anno torna in teatro con Angelo Campolo in Sogno d'amore ubriaco e con Giampiero Cicciò ne I miei occhi cambieranno, tratto da un testo di Celeste Brancato, attrice messinese scomparsa prematuramente nel 2009. Lo spettacolo debutta al Teatro Vittorio Emanuele di Messina con grande successo, bissato in diversi teatri italiani. 

Nel 2012 partecipa alla fiction di Canale 5 L'Onore e il Rispetto - Parte Terza per la regia di Luigi Parisi e Alessio Inturri. L'anno successivo Riccardo Milani la dirige nel ruolo di Giulia Lazzarini, in Volare - La grande storia di Domenico Modugno, una delle fiction più viste nella storia della televisione.  A fine anno l'attrice è Giulietta in Un matrimonio di Pupi Avati. 

Nel 2014 l'attrice è nel cast dell'acclamata fiction Braccialetti Rossi (Giacomo Campiotti), dove interpreta Asia, sorella di Carmine Buschini-Leo. Nello stesso anno partecipa ai film Ragazze a mano armata (Fabio Segatori), Il giovane favoloso (Mario Martone) e Scusate se esisto !? (Riccardo Milani). 

Nel 2015 torna in teatro con Giampiero Cicciò nel suo spettacolo Lei e lei? che,  dopo il fortunato debutto al Teatro Vittorio Emanuele di Messina, viene rappresentato con successo in diversi teatri nazionali. In autunno  è in tv con le fiction Grand Hotel di Luca Ribuoli, ove interpreta  il personaggio chiave della storia Caterina Neri, e E' arrivata la felicità di Riccardo Milani e Francesco Vicaro, con il ruolo di Rita Nardelli, la compagna di Valeria Camilli (Giulia Bevilacqua).