Massa brak definitief door, toen hij in 2006 de tweede rijder werd bij Ferrari, naast Michael Schumacher. Hij verving er Rubens Barrichello, die naar Honda F1 was vertrokken. Tijdens de eerste Grote Prijs van het seizoen in Bahrein kwalificeerde hij zich meteen op de eerste startrij.Tijdens de Grand Prix van Europa stond hij met een derde plaats voor het eerst op het podium. In de Grand Prix van Duitsland eindigde hij als tweede achter ploegmaat Michael Schumacher. Vier weken later behaalde hij in de Grand Prix van Turkije zowel zijn eerste poleposition als zijn eerste Grand Prix-zege. Naast deze zege in Turkije won hij ook zijn thuis-Grand Prix in Brazilië, een zeer emotionele zege voor Massa. Uiteindelijk sloot hij het seizoen af op een derde plaats, met 80 WK-punten.