Cosima Federle è nata a Ratisbona nel 2002 e ha iniziato a suonare il violoncello a quattro anni.

Nel 2010 è stata ammessa alla «Bayerische Frühförderklasse» di Ratisbona con Wolfgang Nüsslein e dal 2015 al 2019 ha studiato con Hanno Simons a Monaco. Nel 2019 Cosima è diventata giovane studentessa di Peter Bruns alla Hochschule für Musik und Theater di Lipsia, dove dal 2020 prosegue gli studi come studentessa regolare.

Il suo modo di suonare si è arricchito grazie a masterclass tenute da Wolfgang Boettcher, Wen-Sinn Yang, László Fenyő, Jan Vogler, Natalia Gutman, Boris Kusnezow, Kian Soltani, Jens Peter Maintz, Mischa Maisky e Alfred Brendel. Cosima ha vinto diversi concorsi nazionali e internazionali, tra cui primi premi all'«International Dotzauer Competition» di Dresda, al «László Spezzaferri International Music Competition» di Verona e a «Jugend musiziert», e secondi premi all'«International David Popper Competition» in Ungheria e al «Concours International Tremplin» di Parigi, nonché il Premio musicale della città di Ratisbona, un premio speciale della «Fondazione Harald Genzmer» e un premio speciale della «Bundesapothekerkammer» tedesca.

Nel 2013 Cosima e suo fratello sono stati tra i protagonisti principali del film «Jugend musiziert – der Film», trasmesso da diverse emittenti televisive tedesche. È borsista della «Deutsche Stiftung Musikleben» e dell'«Accademia internazionale di musica del Liechtenstein» e ha ricevuto ulteriori borse dalla «Geneva International String Academy», Svizzera, da «Musique à Flaine», Francia, dalla «Fondazione Hildegard Schmalzl» e dal «Festival musicale di Dresda».

Dal 2017 è stata ogni anno borsista del progetto «Meisterschüler – Meister» al castello di Neuhardenberg, Berlino, con Jan Vogler.

Cosima ha suonato in diversi festival, tra cui «Musiques en Été» a Ginevra, il «Festival musicale di Dresda» e il «Festival Momentum» di Stolberg, e si è esibita all'Elbphilharmonie di Amburgo, allo Stadtcasino di Basilea e al Gewandhaus di Lipsia.

Ha realizzato diverse registrazioni con il «Bayerischer Rundfunk», il «Deutschlandfunk», il «Norddeutscher Rundfunk» e la «Radio Berlin Brandenburg».

Cosima suona un violoncello di Nicolas Lupot, Parigi 1821, prestatole dalla «Deutsche Stiftung Musikleben».