Frederik Andersen lavede sjælden bedrift i 2009/10-sæsonen
I sine unge år repræsenterede han Danmark i flere aldersbestemte VM, hvor han blandt andet vandt guld ved U18 og U20 Division 1 VM i 2007 og 2008. Allerede som ung blev han anerkendt for sine færdigheder i mål og modtog priser for bedste målmand og laveste mål imod gennemsnit (GAA). I 2006-07 sæsonen vandt han bedste GAA (1,25) og bedste redningsprocent (.937) ved U18 VM Division 1.
Frederik gjorde sig bemærket i den danske liga, hvor han blandt andet blev dansk mester med Herning Blue Fox i 2007-08 og igen i 2009-10 sæsonen. Han blev også kåret til Årets Spiller i den danske liga og opnåede bedste redningsprocent (.932) i samme sæson. I 2009-10 sæsonen scorede han endda et mål som målmand, en sjælden bedrift i ishockey.
I 2011-12 skiftede han til den svenske topklub Frölunda HC i Elitserien (nu SHL), hvor han spillede 39 kampe med en fremragende redningsprocent på .943 og GAA på 1,62. Han var en nøglespiller for Frölunda, inden han tog springet til NHL.
Andersen blev draftet af Carolina Hurricanes i 2010 som nr. 187 i 7. runde, men det var Anaheim Ducks, der valgte ham i 2012 i 3. runde som nr. 87 samlet. Han debuterede i NHL i 2013-14 sæsonen for Anaheim Ducks, hvor han hurtigt etablerede sig med en redningsprocent på .923 over 28 kampe. Hans NHL-karriere udviklede sig med store op- og nedture, blandt andet spillede han for Toronto Maple Leafs fra 2016 til 2021, hvor han var en af ligaens bedste målmandstalenter med op mod 66 kampe pr. sæson.
Frederik Andersen har også været fast mand på det danske landshold og leveret stærke præstationer ved VM, hvor han flere gange er blevet kåret som en af turneringens bedste målmænd. Blandt andet var han bedste målmand ved VM og vandt World Championship Best Goaltender to gange.
Siden 2021 har han spillet for Carolina Hurricanes, hvor han fortsat præsterer på højt niveau. Hans kontrakt løber frem til sæsonen 2025-26.
Fra Franchise Hockey Manager vurderes hans færdigheder således:
Blokering 16
Handske 16
Returkontrol 16
Mental styrke 15
Positionering 15
Genopretning 15
Lave skud 14
Aggression 7