Став настолько успешным в европейских Формулах, Масса был приглашен в Формулу 1. Там он дебютировал в команде «Заубер». Петер Заубер решил взять новичка на место Кими Райкконена, перешедшего в «Макларен». Спустя какое-то время все решили, что новичок быстрый, но немного дикий парень — пять гонок с его участием закончились авариями. Тем не менее, ему предложили контракт в «Феррари», и Масса стал тест-пилотом. Год проработав в «Феррари», Масса в 2003 году перешел снова в «Заубер», где он и провел два чемпионата, и в паре с ним работали такие звезды, как Джанкарло Физикелла и Жак Вильнев.
Сезон 2004 года ознаменовался очередными победами Фелипе Масса. Это четвертое место на Гран-при в Бельгии и пятое в Монако. После этого на Фелипе Массу обратил внимание Николас Тодт, сын директора Феррари, Жана Тодта. Когда в 2005 году Рубенс Барричелло решил уйти из команды «Феррари», то Фелипе Массу пригласили на его место. Фелипе стал открытием 2006 года, выиграв Гран-при в Турции и в Бразилии. В это время Шумахер объявил о своем уходе, а Фелипе и Райкконен стали полноправными членами команды «Феррари». Большую часть сезона 2007 года Фелипе Масса считался одним из претендентов на титул чемпиона Формулы 1, но его шансы заметно уменьшились после ряда технических поломок (на Гран-при в Австралии). Затем он стал победителем в Бахрейне, Турции и Испании.
2008 год продолжил предыдущую тенденцию в карьере Фелипе Массы — побеждать, побеждать и побеждать. Большой приз в Бахрейне, победа на автодроме в Турции, верхняя ступень подиума на Гран-при во Франции. Очень интересная ситуация получилась на Гран-при Бельгии, где Райкконен сошел с трассы, Хэмилтон получил штраф, и в итоге Фелипе Масса остался единственным претендентом, представляющим команду «Феррари» в личном зачете. После этого Масса выиграл этап на домашнем «Интерлагосе», но затем уступил титул Льюису Хэмилтону. Льюис Хэмилтон оказался первым по количеству набранных очков и был объявлен чемпионом Формулы 1 в 2009 году.
В 2009 году Фелипе Масса продолжает одерживать победы. На тестовой сессии в Бахрейне 20 февраля 2009 года он пришел первым. Он показал самый лучший результат — одну минуту тридцать две секунды, второй результат был у Ника Хейдфельда из команды «Заубер». Сейчас Фелипе Масса усердно готовится к мировому чемпионату, который начнется 29 марта 2009 года в Мельбурне (Австралия).
В интервью корреспонденту итальянской газеты «La Republica» Масса сказал следующее:
«Я не хочу переживать по поводу неудач прошлого. Моя задача — готовиться к будущим соревнованиям. К тому же сейчас ситуация усложнилась — изменились правила проведения чемпионата. Теперь начнется жесткая конкуренция за титул чемпиона, но меня это не пугает. Я настроен бороться до победы. Мой лозунг — никогда не сдаваться, бороться за титул даже в самой отчаянной ситуации. Я хочу изменить то, что случилось в 2008 году, и теперь получить чемпионский титул». Теперь Масса доволен своим статусом в команде «Феррари» и считает, что он теперь стал образцом для подражания для остальных гонщиков, и является самым авторитетным участником команды.
