W sezonie 2012 Brazylijczyk ponownie plasował się daleko w porównaniu z partnerem zespołowym Fernando Alonso. Zwłaszcza w pierwszej części sezonu, kiedy to Brazylijczyk rzadko zdobywał punkty. Zdołał jednak odeprzeć narastającą falę krytyki plasując się wysoko w wyścigach drugiej części sezonu. W żadnym z ostatnich dziesięciu wyścigów Massa nie wypadł z czołowej dziesiątki. Ponadto w końcu, po niespełna dwóch latach stanął na drugim stopniu podium w wyścigu o Grand Prix Japonii. Poza tym, ku radości kibiców, stanął również na podium w swoim „domowym” wyścigu. Uzbierane 122 punkty pozwoliły mu zająć siódme miejsce w końcowej klasyfikacji generalnej. Najważniejszym była jednak dla Massy sprawa kontraktu, który ostatecznie został przedłużony o roku.