Massa a gokartozás után a brazil Formula Chevroletsorozatban kezdte el autós karrierjét, és rögtön második szezonjában diadalmaskodott is. A továbblépéshez Európába kellett jönnie, de a többséggel ellentétben nem Angliába, hanem felmenői szülőhazájába, Olaszországba ment. A Formula Renault-ban mindenkit lenyűgözött, első idényében nem csupán az olasz, az európai sorozatot is megnyerte. Itáliában már 2000 tavaszán az új Sennaként emlegették, és 2001-ben sem vallott szégyent, a nyolcból hat versenyt megnyerve lett újoncként bajnok az F3000-es euroszériában. F1-es tesztjén hamar meggyőzte a Sauberistálló elöljáróit, egyesek nagyobb tehetségnek tartották, mint elődjét, Kimi Räikkönent. Húszévesen mutatkozott be az F1-ben – a Ferrari, pontosabban a Todt család látott benne fantáziát, és hamar megszerezte magának. Kétezer-háromban tesztpilótaként alkalmazta, majd miután visszaengedte a Sauberhez, 2006-ban versenyzői szerződést kötött vele.
