Beslutet kom efter guvernören i delstaten Rio de Janeiro, Sergio Cabral, bad president Dilma Rousseff om statligt stöd inför fotbolls-VM i juni.
På torsdag attackerades tre polisbaser i staden av misstänkta gäng.
Fyra poliser har dödats sedan februari i liknande attacker.
Angreppen på polisen i Brasiliens näst största stad har ökat oron för lag och ordning inför VM, som börjar den 12 juni. Sju VM-matcher, inklusive finalen, kommer att spelas i Rio.
Cabral diskuterade våldet med president Rousseff i huvudstaden Brasilia efter torsdagens oroligheter i norra Rio favela, eller kåkstaden Manguinhos.
Polisbilar sattes i brand och polisens befälhavare sköts i benet.
Rios myndigheter har försökt befria stadens favelas från knarklangare.
"Det är tydligt att brottslingar vill försvaga vår politik för pacificering och ta tillbaka territorier som var i kriminella händer i årtionden", sade Cabral före sitt möte.
"Staten kommer inte att backa. Allmänheten kan vara säker på att vi kommer att agera, sade guvernören.
Myndigheterna i Brasilia sade inte hur många federala trupper som skulle sändas till Rio eller när de skulle sättas in.
Riopolisen har installerat mer än 30 baser i favelas under de senaste fem åren för att driva ut knarkgäng.
Korrespondenterna säger att morden har minskat och antalet skottlossningar har minskat, men invånarna har ofta anklagat polisen för att använda tunghänt taktik.
BBC:s Julia Carneiro i Rio säger att de senaste dödsfallen bland säkerhetsstyrkorna har fått vissa grupper att uttrycka solidaritet med polisen och deras familjer.
Rio de Janeiro är värd för Sydamerikas första olympiska spel 2016 samt årets VM.
Regeringen i Brasilien säger att den kommer att skicka federala trupper till Rio de Janeiro för att hjälpa till att hantera en rad våldsamma attacker riktade mot stadens polis.