Регалии: Олимпийская чемпионка (2008) в плавании на 200 метров вольным стилем; серебряный призер Олимпийских игр (2004) в плавании на 200 метров вольным стилем; 4-кратная чемпионка мира на 200-метровке (2009, 2011) и 400-метровке (2009, 2011) вольным стилем; 4-кратный серебряный (2005, 2013, 2015 - 2 медали) и бронзовый (2007) призер чемпионатов мира; чемпионка мира на короткой воде (2016) в плавании на 200 метров вольным стилем; 2-кратный серебряный (2006, 2016) и 4-кратный бронзовый (2006, 2010, 2014, 2016) призер чемпионатов мира на короткой воде; 7-кратная чемпионка Европы (2008, 2010, 2012 - 2 медали, 2014 - 2 медали, 2016); 4-кратный серебряный (2008, 2016 - 3 медали) и 4-кратный бронзовый (2008, 2010, 2012, 2014) призер чемпионатов Европы; 7-кратная чемпионка Европы на короткой воде (2005, 2008, 2009, 2010, 2013, 2015 - 2 медали); 2-кратный серебряный (2006, 2007) и 5-кратный бронзовый (2005, 2008, 2010, 2011, 2013) призер чемпионатов Европы на короткой воде; 2-кратная чемпионка Универсиады (2007); 2-кратная чемпионка Средиземноморских игр (2009).
Родилась 5 августа 1988 года в Мирано, Венеция (Италия).
Федерика Пеллегрини - первая в истории Италии олимпийская чемпионка в плавании. Этого успеха она добилась на Играх-2008 в Пекине, победив на дистанции 200 метров вольным стилем с мировым рекордом - 1 минута 54,82 секунды. Финишировавшая второй Сара Исакович из Словении уступила Федерике 0,15 секунды.
Четырьмя годами ранее в Афинах-2004 16-летняя Пеллегрини была близка к чемпионскому титулу на той же дистанции, но уступила румынке Камелии Потек 0,19 секунды, хотя на последнюю 50-метровку уходила лидером с гандикапом в 0,13 секунды от занимавшей на тот момент второе место француженки Соллен Фиге, а Потек опережала на 0,15 секунды.
После олимпийского триумфа в Пекине Федерика несколько раз переписывала мировые рекорды на дистанциях 200 и 400 метров вольным стилем. В частности, она стала первой пловчихой, сумевшей «выплыть» из 4 минут на 400-метровке - 3 минуты 59,15 секунды.
На чемпионатах мира в Риме-2009 и Шанхае-2011 итальянка делала «золотые дубли» (на дистанциях 200 и 400 метров вольным стилем), на ее счету также победа на чемпионате мира-2016 в 25-метровом бассейне и 14 чемпионских титулов, завоеванных на чемпионатах Европы (по семь в 50-метровых и 25-метровых бассейнах).
На Играх-2012 в Лондоне Федерика заняла пятые места на 400-метровке (4 минуты 04,5 секунды) и 200-метровке (1 минута 56,73 секунды).
Через четыре года в Рио-де-Жанейро Пеллегрини соревновалась на дистанции 200 метров вольным стилем, а также в составе эстафетных команд 4х100 и 4х200 метров вольным стилем.
Финишировав четвертой в заплыве на 200 метров, итальянская пловчиха заявила, что настолько разочарована своим выступлением, что испытывает желание завершить карьеру. Однако это был лишь эмоциональный всплеск, Федерика продолжила выступать на международных соревнованиях, в том числе на 100-метровой дистанции вольным стилем и в плавании на спине.