Il a ensuite couru en Formule Chevrolet (dès 1997) et c’est en 2002 qu’il a intégré le team Sauber. Remercié au bout d’un an par Sauber, il rejoint alors Ferrari (en 2003) où il occupe la place de pilote d’essai.

Pendant un an, il va ainsi cotoyer de prêt Michael Schumacher et Rubens Barrichello pour les mises au point des voitures. En 2004, il est rappelé chez Sauber où il parvient à finir dans les points et s’approche même de très près du podium (4ème au Grand Prix de Belgique). Son contrat expire à la fin de la saison 2005.

Il prendra donc en 2006 la place du 2ème pilote de la célèbre écurie (Michael Schumacher, 7 fois champion du monde, conservant sa place de 1er pilote). Une opportunité exceptionnelle pour ce jeune pilote ; "J'ai conscience des responsabilités qui m'attendent et j'ai hâte d'intégrer la scuderia aux côtés du champion du monde des pilotes" déclare Massa.

Ferrari a déclaré avoir mis une option sur Massa depuis 2001, ajoutant « qu’un accord a été conclu sur la collaboration technique et compétitive de Felipe pour la saison 2006 ».

Quant à Barrichello, il devrait rejoindre la Bar. Les raisons de son départ de la scuderia un an avant la fin de son contrat n’ont pas été précisées.