Frederik Andersen begann seine Karriere als Eishockeyspieler bei den Herning Blue Fox, für die er bereits in der Jugend aktiv war. In seinem Rookiejahr absolvierte der Torwart zehn Spiele in der AL-Bank Ligaen und wurde erstmals in seiner Karriere Dänischer Meister. Diesen Erfolg konnte er mit seiner Mannschaft im folgenden Jahr wiederholen. In der Saison 2008/09 erreichte Andersen mit seinem Team erneut die Finalspiele, unterlag dort jedoch dem Gegner SønderjyskE Ishockey.
Zur Saison 2009/10 wechselte Andersen zu den Frederikshavn White Hawks. Dort konnte er überzeugen und wies die beste Fangquote aller Torwärte der AL-Bank Ligaen auf. Zudem wurde er zum wertvollsten Spieler der Saison gewählt. Daraufhin wählten ihn die Carolina Hurricanes im NHL Entry Draft 2010 in der siebten Runde als insgesamt 187. Spieler aus. Der Nationalspieler blieb jedoch in Frederikshavn und wurde mit seiner Mannschaft in der Saison 2010/11 Vizemeister. Am Erreichen der Finalserie hatte er entscheidenden Anteil und er wurde zum Spieler des Jahres sowie in das All-Star Team der AL-Bank Ligaen gewählt. Zudem war er im März Spieler des Monats der Liga.
Nach einer ausgezeichneten Rookie-Saison in der American Hockey League, in der er in 47 Partien der regulären Saison eine Fangquote von 92,9 Prozent erreichte, folgte im Verlauf der Saison 2013/14 sein NHL-Debüt für die Anaheim Ducks. Am 20. Oktober 2013, im Heimspiel gegen die Dallas Stars, ersetzte Andersen zu Beginn des zweiten Drittels Jonas Hiller im Tor der Kalifornier und parierte anschließend alle 24 Torschüsse des Gegners, sodass Anaheim die Partie mit 6:3 gewann. Nachdem er zwischenzeitlich erneut in die AHL geschickt wurde, kehrte er im November 2013 in den NHL-Kader zurück, als sich Torhüterkollege Viktor Fasth verletzte.[1]
In der Saison 2015/16 erhielt er gemeinsam mit seinem Teamkollegen John Gibson die William M. Jennings Trophy als das Torhüter-Duo mit den wenigsten Gegentoren der Liga. Im Anschluss wechselte Andersen im Juni 2016 zu den Toronto Maple Leafs, die im Gegenzug ein Erstrunden-Wahlrecht für den NHL Entry Draft 2016 sowie ein Zweitrunden-Wahlrecht für den NHL Entry Draft 2017 nach Anaheim schickten. In Toronto unterzeichnete Andersen direkt einen neuen Fünfjahresvertrag.[2] In der Saison 2017/18 stellte Andersen mit 38 Siegen einen neuen Franchise-Rekord bei den Maple Leafs auf.
Nach fünf Jahren in Toronto wurde sein auslaufender Vertrag nach der Saison 2020/21 nicht verlängert, sodass er sich als Free Agent den Carolina Hurricanes anschloss. Dort unterzeichnete er einen Zweijahresvertrag mit einem Gesamtvolumen von neun Millionen US-Dollar. Gemeinsam mit dem ebenfalls neu verpflichteten Antti Raanta ließen die beiden erneut die wenigsten Gegentore zu, sodass Andersen seine zweite William M. Jennings Trophy gewann.
International
Für Dänemark nahm Andersen im Juniorenbereich an den U18-Junioren-B-Weltmeisterschaften 2006 und 2007 sowie den U20-Junioren-B-Weltmeisterschaften 2007 und 2009 und der U20-Junioren-Weltmeisterschaft 2008 teil. Im Seniorenbereich stand er im Aufgebot seines Landes bei den A-Weltmeisterschaften 2009, 2010, 2011, 2012 und 2018.
Zudem sollte Andersen zum Team Europa beim World Cup of Hockey 2016 gehören, sagte jedoch verletzungsbedingt ab.
(Legende zur Torhüterstatistik: GP oder Sp = Spiele insgesamt; W oder S = Siege; L oder N = Niederlagen; T oder U oder OT = Unentschieden oder Overtime- bzw. Shootout-Niederlage; Min. = Minuten; SOG oder SaT = Schüsse aufs Tor; GA oder GT = Gegentore; SO = Shutouts; GAA oder GTS = Gegentorschnitt; Sv% oder SVS% = Fangquote; EN = Empty Net Goal; 1Play-downs/Relegation; Kursiv: Statistik nicht vollständig)
Familie
Sein Vater Ernst Andersen war ebenfalls dänischer Nationaltorhüter. Sein Bruder Sebastian ist auch professioneller Eishockeyspieler.