Erste internationale Erfahrungen sammelte Federica Del Buono im Jahr 2012, als sie bei den Juniorenweltmeisterschaften in Barcelona im 1500-Meter-Lauf mit 4:28,66 min in der ersten Runde ausschied. 2014 siegte sie bei den U23-Mittelmeermeisterschaften in Aubagne in 4:14,20 min und qualifizierte sich auch für die Europameisterschaften in Zürich, bei denen sie überraschend in 4:07,49 min den fünften Platz belegen konnte. 2015 gewann sie bei den Halleneuropameisterschaften in Prag in 4:11,67 min die Bronzemedaille hinter der Polin der Niederländerin Sifan Hassan und Angelika Cichocka aus Polen. Zudem gewann sie bei den Crosslauf-Europameisterschaften 2015 in Hyères die Bronzemedaille in der U23-Mannschaftswertung und belegte im Einzelrennen in 20:12 min den siebten Platz. Nach mehreren Jahren ohne bestrittenen Wettkämpfen nimmt sie seit 2019 gelegtentlich wieder an offiziellen Rennen teil und 2021 schied sie bei den Halleneuropameisterschaften in Toruń mit 4:12,79 min im Vorlauf aus.