Depuis le haut, la rue de la Fédération suit un tracé courbe qui va de l'est à l'ouest au départ de l'avenue Philippe-Dufour, puis s'infléchit selon une direction nord-sud, en rejoignant la rue Rouget-de-l'Isle. Elle est aménagée en un escalier de quelques marches dans sa partie haute à la jonction avec l'avenue Philippe-Dufour. Sa pente y est importante, avec une moyenne de 18,5 %.