Seine szenische Laufbahn begann Federico Longhi 1995 mit der Partie des „Figaro“ im Barbiere di Siviglia. Inzwischen zählen zu seinen Partien „Escamillo“, „Belcore“, „Taddeo“, „Marcello“, „Silvio“. Er sang bereits an allen führenden italienischen Opernhäusern wie dem Teatro Regio in Turin, Teatro Verdi in Triest, Teatro Massimo in Palermo, Teatro dell' Opera in Rom, Teatro Comunale in Bologna, Teatro Filarmonico in Verona, Teatro Carlo Felice in Genua und hat bei berühmten Festspielen wie in der Arena von Verona oder beim Festival Puccini in Torre del Lago mitgewirkt.

Seit einigen Spielzeiten erweitert er sein Repertoire mit Rollen wie „Nabucco“, „Giorgio Germont“ (La traviata) oder „Ford“ (Falstaff). Sein erfolgreiches Debüt in der Titelrolle in Falstaff gab er 2016 am Landestheater Linz. Im selben Jahr debütierte er zudem als Rigoletto in Verona. 2017 sang er die Partie des „Amonasro“ (Aida) unter Riccardo Muti am Teatro Alighieri in Ravenna.

Weitere Engagements waren der „Rigoletto“ am Landestheater Linz, „Guy de Montfort“ (Les Vêpres siciliennes) am Mainfranken Theater Würzburg, „Enrico“ (Lucia di Lammermoor) in Genua, „Amonasro“ in der Arena di Verona, „Sulpice“ (La Fille du régiment) in Bologna, „Ping“ (Turandot) in Palermo, „Malatesta“ (Don Pasquale), „Michonnet“ (Adriana Lecouvreur) in Verona und „Tonio“ (Pagliacci) in Palermo.