Vsezoni 2006 je pri moštvu Ferrari kot stalni dirkač nadomestil rojakaRubensa Barrichella. Prvo uvrstitev na stopničke je dosegel naVeliki nagradi Evrope. V drugem delu sezone sta se tako Ferrari kot Massa občutneje popravila in Brazilec je dosegel svoji prvi zmagi na dirkah zaVeliko nagrado Turčije in na veselje številnih brazilskih navijačev tudi na domači dirki zaVeliko nagrado Brazilije, ob tem pa je dosegel še štiri uvrstitve na stopničke kar je bilo dovolj za skupno tretje mesto v prvenstvu. V prihodnjisezoni 2007 se mu po upokojitviMichaela Schumacherja in dobrih obetih glede konkurenčnosti Ferrarija obeta celo možnost za boj za naslov prvaka, toda dobil bo novega močnega moštvenega kolego,Kimija Räikkönena, pred katerim pa je imel vsaj na začetku sezone lepo prednost v večjem poznavanju dirkalnika. Zaradi več okvar in napak je odpadel iz boja naslov prvaka že pred zaključkom sezone, toda da je osvojil četrto mesto v prvenstvu. Odsezone 2014 je zValtterijem Bottasom nastopal zaWilliams. Posezoni 2016 je že napovedal upokojitev, toda po nepričakovanem prestopu Bottasa kMercedesu je podaljšal kariero še zasezono 2017.
