Formée au Conservatoire national supérieur d’art dramatique de Paris, dans les classes de Catherine Hiegel et Daniel Mesguich, Florence Viala entre à la Comédie-Française en 1994. Elle en devient la 503^e sociétaire en 2000.

Elle fait ses débuts dans le rôle-titre d’Occupe-toi d’Amélie de Feydeau, mise en scène par Roger Planchon. Elle joue par la suite dans Le Dindon, Un fil à la patte ou encore L’Hôtel du Libre-Échange. Après Zerbinette dans Les Fourberies de Scapin par Jean-Louis Benoit, elle est Elmire dans Le Tartuffe (mise en scène Marcel Bozonnet), Élise dans L’Avare (Andrei Șerban), Arsinoé dans Le Misanthrope (Lukas Hemleb), un rôle qu’elle retrouve sous la direction de Clément Hervieu-Léger. Florence Viala explore également la langue de Feydeau, de Molière et l’univers de Tchekhov. Elle incarne notamment Charlotte Ivanovna dans La Cerisaie par Alain Françon, Olga dans Les Trois Sœurs. Julie Deliquet lui confie le rôle d’Elena dans Vania, adaptation d’Oncle Vania, et Clément Hervieu-Léger la dirige dans celui de Lioubov Andreevna Ranevskaïa dans sa mise en scène de La Cerisaie.

Florence Viala explore le répertoire classique autant que contemporain et travaille avec une grande variété de metteurs et metteuses en scène. Elle est Alma Ekdhal dans Fanny et Alexandre par Julie Deliquet, la Princesse de Parme dans Le Côté de Guermantes par Christophe Honoré, la nourrice infanticide dans Chanson douce par Pauline Bayle, Delphine dans Le Loup et le Chien – Les Contes du chat perché par Véronique Vella et Raphaëlle Saudinos, ou encore l’Actrice jouant la Reine d’Angleterre dans Le Soulier de satin par Éric Ruf. Après avoir joué Duras, García Lorca, Kushner ou Vinaver, en 2024 elle incarne Francine Valia, dans Et si c’étaient eux ? de et par Christophe Montenez et Jules Sagot.

Elle pratique le chant et participe entre autres, au Cabaret Boris Vian dirigé par Serge Bagdassarian, qui, aux côtés de Marina Hands, la mettra également en scène dans Mais quelle Comédie !

Au cinéma, on la retrouve dans des films de Christophe Honoré, Sandrine Kiberlain, Liza Azuelos ou Jeanne Herry. À la télévision, dans Les Trois Sœurs de Valeria Bruni Tedeschi.