Den 24-åriga ex-Manchester United framåt kommer att stanna på City Ground till slutet av säsongen.
Macheda har inte startat en Championship match den här säsongen, med alla utom ett av sina åtta framträdanden för Bluebirds kommer som ersättning.
Samtidigt har Forest Midfielder David Vaughan tecknat ett ettårigt avtal fram till sommaren 2017.
Men Andre Moritz, som Forest jagade, kommer inte att gå med i klubben.
Affären för Midfielder Moritz gick igenom på grund av komplikationer att få honom fri från sitt kontrakt med Thai Premier League sida Buriram United.
Macheda började sin karriär på Old Trafford och spelade för QPR, Stuttgart, Doncaster Rovers och Birmingham City på lån innan han kom till Cardiff i maj 2014.
Han har bara startat 13 ligamatcher för den walesiska sidan och chefen Russell Slade sade att de ville att han "gå och få några matcher" - men bekräftade att det skulle finnas en 24-timmars ångerklausul i någon affär.
Hitta alla de senaste fotbollsöverföringarna på vår dedikerade sida.
Nottingham Forest har undertecknat Cardiff Citystrejker Federico Macheda på lån, med förbehåll för internationell klarering.