Figlio dell'artista Marc Sardelli, fonda nel 1984 l'orchestra barocca Modo Antiquo con cui svolge attività concertistica in Europa sia in veste di solista che di direttore, presente nei festival di musica antica. È stato ospite di sale da concerto d'Europa, tra cui il Concertgebouw di Amsterdam. È direttore ospite di alcune orchestre sinfoniche, tra cui il Maggio Musicale Fiorentino, il Gewandhausorchester di Lipsia, l'orchestra di Santa Cecilia di Roma, la Kammerakademie Potsdam, la Réal Filarmonia de Galicia, l'orchestra dell'Arena di Verona. Dal 2006 è principale direttore ospite dell'Orchestra Filarmonica di Torino. Nel 2005, presso il Concertgebouw di Rotterdam, ha diretto la prima mondiale dell'opera Motezuma di Vivaldi, riscoperta dopo 270 anni. Nel 2006 ha diretto la prima ripresa mondiale dell'opera Atenaide di Vivaldi al Teatro della Pergola di Firenze. Nel 2007 è stato direttore principale dell'Händel Festspiele di Halle, Sassonia-Anhalt, dove ha diretto l'opera Ariodante. Nel 2009 ha diretto a Verona la prima esecuzione in tempi moderni dell'opera Il mondo alla rovescia di Antonio Salieri. È membro del comitato scientifico dell'Istituto Italiano Antonio Vivaldi presso la Fondazione Giorgio Cini di Venezia, per il quale ha pubblicato il volume La musica per flauto di Antonio Vivaldi (Olschki, 2002) che è stato tradotto in inglese da Michael Talbot (Ashgate, 2007). Nel luglio 2007 Peter Ryom lo ha incaricato di continuare la sua monumentale opera di catalogazione della musica di Antonio Vivaldi e da quel momento Federico Maria Sardelli è il responsabile del Vivaldi Werkverzeichnis. I suoi aggiornamenti annuali al Catalogo sono pubblicati annualmente sulla rivista Studi vivaldiani della Fondazione Giorgio Cini di Venezia. Nel febbraio 2011 ha diretto Le convenienze ed inconvenienze teatrali di Donizetti prodotto dal Progetto L.T.L. OperaStudio dei teatri di Pisa, Lucca e Livorno. Nel 2012 ha inciso il secondo volume delle "Vivaldi New Discoveries" per Naïve, che contiene 7 brani vivaldiani inediti. Sempre nel 2012 ha riscoperto e attribuito a Vivaldi l'opera Orlando Furioso (RV 819), eseguendola in prima mondiale al Festival d'Opéra Baroque de Beaune e incidendola per Naïve.