Felipe Massa nasce a San Paolo del Brasile il 25 aprile 1981. Debutta nel mondo dei kart nel 1990, a soli nove anni, quando si classifica quarto nella categoria Sao Paulo Micro-Kart. Sesto l'anno seguente e terzo nel 1993, continua nella serie fino al 1998 quando debutto in Formula Chevrolet con un quinto posto nel Campionato brasiliano, vincendo il titolo nella stagione successiva.

Nel 2000 Felipe Massa vince i Campionati italiano ed europeo di Formula Renault. Nel 2001 sale un altro gradino nella sua carriera, aggiudicandosi il Campionato europeo di F3000 nella penultima gara della stagione.
A soli 20 anni, nel marzo dell'anno 2002 scende in pista sul circuito dell'Albert Park, debuttando in Formula 1 con il team elvetico Sauber Petronas.

Nel corso della sua prima stagione in F1, in diverse occasioni il giovane brasiliano dimostra di essere molto veloce ma, a fine stagione, dopo aver conquistato quattro punti, il team di Peter Sauber consiglia a Felipe di cogliere l'opportunità di entrare in Ferrari come collaudatore, anziché correre per un altro team nel 2003; in questo modo avrebbe potuto acquisire esperienza e maggiore familiarità con gli aspetti tecnici della Formula 1.

E così, dopo un anno di test per la squadra di Maranello, Felipe torna alla Sauber Petronas con un contratto biennale che lo vede affiancare Giancarlo Fisichella nel 2004 e l'ex-Campione del Mondo Jacques Villeneuve nel 2005, che ha battuto in piu di un'occasione. Massa ha anche regalato gli ultimi punti Mondiali a Peter Sauber, prima che il team svizzero cedesse la squadra alla BMW a fine 2005. Dopo il sesto posto di Felipe nell'ultima gara dell'anno Peter Sauber ha dichiarato: "E stato uno dei giorni piu emozionanti della mia avventura in Formula 1, sia per me sia per il team": la monoposto è poi rimasta in regalo al brasiliano.

Quando si e saputo che il connazionale Rubens Barrichello avrebbe lasciato la Ferrari per passare alla Honda, la conclusione naturale era che presto Felipe avrebbe firmato per correre con la Ferrari nel 2006, dove avrebbe affiancato il sette volte Campione del Mondo Michael Schumacher in quella che avrebbe potuto essere la leggendaria ultima stagione del pilota tedesco in Formula 1.

Nel 2006 Felipe entra nella miglior scuola della F1, la Scuderia Ferrari, il team di maggior successo nella storia i questo sport, e al fianco dell'unico sette volte Campione del Mondo, Michael Schumacher. Felipe diviene un allievo brillante e nella seconda metà della stagione sale fino al livello del maestro: due vittorie, 3 pole position e 1 giro veloce.
La stagione 2006 permette a Felipe di raggiungere un nuovo status, quello di conquistatore di pole e di vincitore di GP, e di migliorare la sua abilità in gara accanto a Schumacher. Anche se la coppia ferrarista non ha vinto il Campionato, Felipe si è comunque assicurato la prima vittoria nel GP di Turchia. E ha anche iscritto il suo nome negli annali del GP del Brasile al circuito di Interlagos diventando il primo pilota di casa a vincere la sua gara dopo il connazionale Ayrton Senna (13 anni prima): con questa vittoria ha conquistato la simpatia e il cuore di moltissimi connazionali.

Con l'uscita dalla F1 di Michael Schumacher, nel 2007 compie un nuovo passo avanti ricoprendo il ruolo di pretendente al titolo. Pronto mentalmente e tecnicamente per la sfida, vince tre gare (Bahrain, Spagna e Turchia), registra 6 pole position e anche 6 giri veloci in gara. Durante il campionato lotta contro i suoi rivali principali per l'intera stagione, tuttavia per via di problemi meccanici incontrati in momenti chiave del campionato, arriva all'ultimo GP della stagione, a Interlagos, già tagliato fuori dai giochi per il titolo; finisce al IV posto in classifica.

A fine anno, il giorno 1 dicembre 2007, sposa Raffaella Bassi (brasiliana, di origini italiane), con cui è fidanzato sin dai tempi della Formula 3000.

La stagione 2008 conferma la crescita di Felipe che, per niente intimidito dal fatto di correre al fianco del campione del mondo Kimi Raikkonen, mostra fin da subito grande grinta e capacita, riuscendo a superare momenti difficili, fino al duello finale con Lewis Hamilton, proprio nel GP di casa, in Brasile, davanti ai suoi tifosi. Da Melbourne a Interlagos, nei 18 appuntamenti mondiali, il pilota brasiliano conquista 6 pole position (Malesia, Turchia, Monaco, Valencia, Singapore, Brasile), 6 vittorie (Bahrain, Turchia, Francia, Valencia, Belgio, Brasile) e 3 giri veloci (Valencia, Giappone, Brasile). La stagione è perfettamente riassunta nel ritmo, nella concentrazione e nella forza mostrati a Interlagos, in una gara dominata, al termine della quale, nonostante il titolo perso per un solo punto, Felipe Massa ha dimostrato al mondo di essere un grande campione e un grande uomo, come ha avuto modo di affermare a fine stagione il presidente della Ferrari, Luca di Montezemolo.

La stagione 2009 - con un regolamento profondamente cambiato - non si può sapere a priori se la Ferrari sarà tra le pretendenti al titolo: Massa non inizia nel migliore dei modi e nella prima gara conquista solo il settimo posto nelle qualifiche per poi ritirarsi al 45° giro della gara per problemi allo sterzo. Nel successivo Gran Premio (Malesia), chiamato a riscattarsi, ottiene ottimi tempi nelle prove libere ma viene eliminato nella Q1 delle qualifiche con il 16° tempo; durante la rocambolesca gara (sospesa per via della pioggia dopo 31 dei 56 giri) riesce a rimontare alcune posizioni ma si classifica soltanto al 9° posto. Nella terza gara delude piazzandosi al 13° posto nelle qualifiche e collezionando il secondo ritiro in tre gare per problemi al cambio. Anche in Bahrein le cose non migliorano: la vettura di Massa ha un contatto alla partenza con quella di Raikkonen e conclude la gara tredicesimo. Nelle gare successive la Ferrari sembra pian piano ritrovare competitività. Il primo podio stagionale arriva al Nurburgring, dove Felipe arriva terzo dopo una rimonta di 5 posti.

Poi accade l'impensabile: nella seconda sessione di qualifica del Gran Premio dell'Ungheria, Felipe Massa mentre viaggia a circa 200 km/h alla guida della sua Ferrari, viene colpito sul casco da una molla (del peso di quasi 1 kg), che si è staccata dalla Brawn GP del connazionale Rubens Barrichello, che lo precedeva. L'urto del proiettile con il casco di Massa gli provoca una commozione cerebrale (con una frattura nella zona sovraorbitale sinistra e un taglio alla fronte), che gli fa perdere conoscenza facendo finire la vetture addosso alle protezioni della pista. Massa viene prontamente soccorso e trasportato in elicottero al vicino ospedale di Budapest, dove viene operato. Le condizioni sono serie ma Felipe non è in pericolo di vita. Dopo pochi giorni viene dimesso ma appare lunga la strada per tornare a correre.

Per il resto della stagione la Ferrari sceglie di affidare la sua monoposto a Michael Schumacher, il quale tenta di allenarsi per tornare nel mondo delle corse agonistiche della F1. Il tedesco deve però rinunciare: al suo posto - nell'attesa che Felipe Massa torni sulla sua monoposto - subentra Luca Badoer, già collaudatore Ferrari dal 2000.