Cosima Federle est née à Ratisbonne en 2002 et a commencé à jouer du violoncelle à l'âge de quatre ans. En 2010 elle a été admise à la Bayrische Frühförderklasse Ratisbonne où elle a étudié avec le professeur Wolfgang Nüsslein, et de 2015 à 2019 elle a suivi des cours avec Hanno Simons à Munich. Depuis 2020 Cosima étudie avec le professeur Peter Bruns à la Hochschule für Musik und Theater de Leipzig.

Cosima a participé à des masterclasses données par Wolfgang Boettcher, Wen-Sinn Yang, László Fenyö, Jan Vogler, Natalia Gutman, Boris Kusnezow, Kian Soltani, Jens-Peter Maintz, Mischa Maisky et Alfred Brendl.

Elle a remporté divers concours nationaux et internationaux, dont les 1er prix au International Dotzauer Competition de Dresde, au Làszlò Spezzaferri International Music Competition de Vérone et au Jugend Musiziert. Elle a remporté le 2è prix a l'International David Popper Competition en Hongrie et au Concours International de Tremplin à Paris, ainsi que le Prix de Musique de la Ville de Ratisbonne, un prix spécial de la Fondation Harald Genzmer et un prix spécial de la German Bundesapothekenkammer.

En 2013, Cosima et son frère ont été l'un des principaux protagonistes du film "Jugend Musiziertder Film", qui a été diffusé par diverses chaînes de télévision allemandes. Elle est boursière de la Deutsche Stiftung Musikleben et de la International Music Academy Liechtenstein et a reçu des bourses de la Geneva International String Academy, de Musique à Flaine en France, de la Fondation Hildegard-Schmalzl et du Festival de Musique de Dresde.

Depuis 2017, elle est boursière annuelle du projet Meisterschüler-Meister au château de Neuhardenberg à Berlin avec Jan Vogler.

Cosima a joué dans plusieurs festivals, dont Musique en Été à Genève, Dresden Music Festival, Festival Momentum de Stolberg et s'est produite à l'Elbphilharmonie Hamburg, au Stadtcasino Basel et au Gewandhaus Leipzig.

Elle a produit plusieurs enregistrements avec le Bayrischer Rundfunk, Deutschlandfunk, Norddeutscher Rundfunk et Radio Berlin Brandenburg.

Cosima joue un violoncelle de Nicolas Lupot, Paris 1821, qui lui a été prêté par la Deutsche Stiftung Musikleben.