Massa w Formule 1 pojawił się jako 20 latek w 2002 roku, w zespole Sauber. 3 ostatnie lata spędził w Williamsie.
Długą część swojej kariery spędził w Ferrari. Ścigał się dla nich w sezonach 2006 do 2013, wygrał 11 Grand Prix. Był wicemistrzem świata w 2008 roku i o mały włos nie zostałby mistrzem gdyby nie pamiętny wyścig i ostatnie okrążenie GP Brazylii z tamtego sezonu.
Rok później brał udział w groźnym wypadku na torze w Węgrzech. Sprężyna z bolidu Rubensa Barrichello trafiła go w głowę i stracił przytomność. Do końca sezonu już się nie ścigał, wrócił do ścigania, ale już nie odnosił takich sukcesów jak wcześniej.
Jego ostatni wyścig będzie miał miejsce w Abu Zabi i będzie to jego 250 Grand Prix.