Federico "El Pocho" Insúa se inició en las categorías infantiles del Club Parque y debutó en la primera división el 18 de noviembre de 1997 vistiendo la camiseta de Argentinos Juniors.
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Su técnica despertó el interés de los equipos más importantes del país, siendo Independiente el que logró su pase en 2002.
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En Independiente jugó en dos etapas: la primera en la temporada 2002-2003 y la más reciente en 2004-2005. En medio tuvo un fugaz paso por el Málaga español con 3 goles en 33 apariciones. Su participación en el equipo Rojo fue importante para la obtención del Torneo Apertura 2002, conformando un gran equipo.
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A mediadios de 2005 Insúa pasó a Boca Juniors en una operación que levantó mucha polémica. En el club de la Ribera superó la desconfianza inicial del público y se afianzó como titular. En su única temporada en Boca logró: la Recopa, el Torneo Apertura, Copa Sudamericana y el Torneo Clausura.
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En julio de 2006 el club decidió negociar su pase al Borussia Mönchengladbach. En un principio Insúa resistió el pase pero finalmente viajó a Alemania para integrarse a su nuevo equipo, debutando el 12 de agosto de 2006 en la Bundesliga. Por el pase de Insúa Boca Juniors recibió 6 millones de dólares, según cifras oficiales.
El 21 de junio de 2007 el argentino fue fichado por 6.5 millones de dólares por el América de México.
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El 3 de enero de 2008, el día de su cumpleaños número 28, sufrió la fractura del ligamento cruzado anterior de la rodilla izquierda, que lo tuvo alejado de las canchas 7 meses.
Se reincorporó a las canchas el 27 de julio del 2008, se presentaba un nuevo chance para jugar en el club de sus amores, y lo hace en contra de Santos y logrando la victoria para su equipo por 3-2 el primer gol obra de Pocho y el segundo fue pase del mismo Insúa. Afirmó que regresará a través de buen juego con las Águilas del América a la selección Argentina, posteriormente cambió de aires a Aguascalientes para jugar con Necaxa en el 2009. Luego del descenso de el Necaxa, volvió al América y le inició un demanda en la FIFA por falta de pago.
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Afirmó que en la próxima temporada desea jugar en Boca Juniors de nuevo. Los clubes están de acuerdo, y la operación se terminó de realizar el 17 de julio de 2009, en un prestamo por 1 año, cumpliendo su deseo de volver a vestir la camiseta Xeneize.