По окончании десятилетки Светлана в 1956 году поступила на актерский факультет ВГИКа в мастерскую Григория Козинцева. По окончании в 1962 году ВГИКа Светлана Данильченко один год была актрисой Московского экспериментального театра пантомимы «Эктемим» под руководством Александра Румнева, а затем один сезон отработала в Театре имени Ленинского комсомола. В 1965 году вошла в штат киностудии «Мосфильм» и Театра-студии киноактера, где оставалась до 1983 года.
Сниматься Данильченко начала сниматься, еще учась в институте. Обладая яркой, красивой внешностью, она могла бы стать одной из самых заметных актрис отечественного кино, но судьба сложилась иначе. В кино ей суждено было сыграть всего лишь несколько заметных ролей: Саня («Когда начинается юность»), Элиза («Мы вас любим»), Федосеева («Сотрудник ЧК»), Бранка («Единственная дорога»), Анна («Дерсу Узала»).
В 1965 году Светлана Данильченко вышла замуж за эфиопа и до 1967 года жила вместе с ним в Эфиопии. Там у нее родился сын, с которым она вернулась на родину. Позднее Светлана Фёдоровна отправила ребёнка к отцу, и с тех пор, вероятно, связь с ним была потеряна. В 1976 году она расторгла брак с мужем и вышла замуж вторично за военного, от которого в том же 1976 году родила сына Петра.
С начала 1980-х годов актриса проживала в Подмосковье, в Одинцово. После увольнения из штата «Мосфильма» дальнейшая судьба Светланы Данильченко неизвестна, ушла из жизни после 2009 года, точная дата её смерти неизвестна.