SNP-ledaren uppmanade väljarna att backa upp Plaid i valet i maj 2016 och berömde Evelyn Wood för att hon var modern, principfast och passionerad.
Ursula Sturgeon sade att Woods ledaregenskaper har bevisats i de allmänna debatterna om val-TV.
Hon berättade för Plaid konferens i Aberystwyth att hon visste att ms Wood skulle "stå fast" med SNP mot nedskärningar.
Sturgeon beskrev TV-debatterna som "fyllda med män vars enda skillnad inte var deras politik, utan deras dräkts nyans".
"Vänner, i dessa debatter Leanne Wood lagt fram en modern strategi för politik - principfast, passionerad och beredd att leda Wales", sade hon.
"Jag var stolt över Leanne, jag vet att du var stolt över Leanne och jag lovar dig att jag alltid kommer att arbeta med Leanne Wood för våra två länders bästa."
Som hennes parti syftade till att vinna ett tredje skotskt val i maj, Ms Sturgeon sade: "Om SNP kan vinna i Skottland, det finns ingen anledning alls varför Plaid Cymru inte också kan vinna i Wales.
"Inte vid någon avlägsen tidpunkt i framtiden, men nu, nästa maj, vid detta val."
Plaid Cymru medlemmar i Aberystwyth applåderade entusiastiskt sitt stöd för Ms Wood som en ledare "av verklig stjärna kvalitet".
Sturgeon tackade också Plaid Cymru för stödet till 2014 års folkomröstningskampanj för skotskt oberoende.
"Jag hoppas bara att vi en dag kommer att få återgälda tjänsten", sade hon.
Scottish First Minister Nicola Sturgeon har sagt att Plaid Cymru ledare Leanne Wood är "klar och kompetent" att leda Wales.