Massa va començar bé a Ferrari, classificant-se segon a la cursa inaugural a Bahrain
, i va passar de la 21a posició a la 5a a Malàisia, batent al seu company d'equip Michael Schumacher, que havia començat des de la 14a. A Bahrain, però, tant en les pràctiques del dissabte com en la cursa, Massa va reprendre la seva tendència a girar, perdent per poc a Fernando Alonso, el guanyador final de la cursa. En el GP d'Austràlia va caure amb el seu Ferrari en la qualificació, després va col·lidir amb Christian Klien i Nico Rosberg a la primera curva de la cursa. No obstant això, Massa va aconseguir el seu primer podi en la seva carrera al Nürburgring, acabant tercer darrere de Michael Schumacher i Fernando Alonso. També va marcar la volta més ràpida a Barcelona el 2006. Massa va aconseguir quatre més podiums el 2006, i va aconseguir la seva primera pole position de F1 i la seva primera victòria en el circuit de Istanbul Park. La seva futura posició a Ferrari va ser assegurada quan Michael Schumacher va anunciar el 10 de setembre de 2006 que es retiraria de la F1 al final de la temporada de 2006. El 22 d'octubre, Massa va guanyar la seva cursa a casa a Interlagos, la primera vegada que un pilot brasilera havia guanyat a Interlagos des d'Ayrton Senna el 1993. Massa va acabar la temporada tercer amb 80 punts, darrere del campió del món Fernando Alonso i el seu company de Ferrari Michael Schumacher.