Massa est né à Sao Paulo le 25 avril 1981. Il s’intéresse au Karting très jeune et réalise sa première compétition à l’âge de 9 ans. Il progresse dans cette catégorie jusqu’en 1997 avant de passer en Formule Chevrolet au Brésil en 1998. Il est sacré sur cette catégorie en 1999. Il part ensuite en Europe où il y dispute les championnats d’Italie et d’Europe de Formule Renault, dans lesquels il s’impose dés sa première année en 2000. En 2001 il réalise une saison splendide en Euro 3000 et décroche le titre avec pas moins de quatre victoires en six courses. Cette très belle progression prouve son talent et Peter Sauber est séduit. Il décide de lui proposer des essais à bord de la C20, essai qui convient à P.Sauber.

Mais en 2002 il déçoit par ses nombreuses sorties de piste on s’aperçoit qu’il a été trop vite lancé dans la catégorie reine. Il quitte Sauber et perdra sa place de titulaire mais récupère en prime une place de pilote essayeur pour Ferrari. Durant cette année passée en Italie, il se forge une belle expérience technique. Il obtient une seconde chance chez Sauber en 2004, il arrive à marquer 12 points. En 2005 il a marqué les esprits en se montrant plus rapide et régulier que son nouvel équipier : l’ancien champion du monde le canadien Jacques Villeneuve. En 2006 il est appelé à remplacer son compatriote Rubens Barrichello chez Ferrari. Il en profite pour montrer son talent à bord d’une voiture compétitive et apprendre de son équipier Michael Schumacher.

En 2007 il se retrouve aux côtés de Kimi Raïkkönen. Il remportera 3 belles victoires mais faute de chance, il n'arrivera pas à égaler les sept de son équipier. Cependant, la saison 2007 marque un grand pas en avant dans sa carrière. Grâce à une aide précieuse, il offre le sacre à Kimi Raikkonen. L'écurie Ferrari détient deux pilotes complets.

L'année 2008 représente un tournant dans la carrière de Felipe Massa. Après un début de saison brouillon, où il part à la faute en Malaisie, il fait taire les critiques en remportant le GP de Bahreïn et de Turquie avec maestria. Au soir de la course du Canada il ne compte que 4 points de retard sur Robert Kubica. En France il profite des ennuis de son équipier pour arracher la victoire. Sous la pluie en Angleterre, il connait quelques difficultés. Nouveau coup dur en Hongrie où il explose son moteur à 3 tours de l'arrivée alors qu'il menait la course en maitre. Il se rattrape en gagnant le GP d'Europe à Valence et devient le favori au titre avec Hamilton. La première grosse erreur survient à Singapour, premier GP de Nuit de l'histoire de la F1. Il est en tête de la première partie de la course avant d'être victime d'un incident dans les stands, il ne marquera finalement aucun point. Il sait alors qu'il a perdu le championnat. Lors du dernier GP de la saison, au Brésil, il est à sept points de Lewis Hamilton. Felipe Massa n'a rien à perdre et réalise la pole et mène la course de bout en bout. La plus belle course de sa carrière avec un final sous la pluie. Il maîtrise. Il passe la ligne de l'arrivée en tant que champion du monde. Finalement, Lewis Hamilton récupère la 5e place dans le dernier virage, à seulement 200 mètres de l'arrivée, lui permettant d'être juste devant Felipe Massa au championnat.

En 2009 le brésilien figure parmi les favoris. Il est en contrat pour la saison 2009 et 2010 avec Ferrari.