Under kvalet i Ungern 2009 tuppade Massa av för en kort stund och kraschade utan chans brutalt in i däcksbarriären. Det visade sig vara en fjäder från landsmannen Rubens Barrichellos bil som hade lossnat och träffat Massa i framsidan av huvudet, precis ovanför det vänstra ögat. När Massa fördes in i ambulansen var han dock vaken och vinkade till åskådarna. En helikopter tog sedan Massa från Hungaroring till ett sjukhus i Budapest. Han ådrog sig en spräckt skalle av fjädern, samt en ordentlig hjärnskakning. Vad som skulle ha hänt om han inte tuppat av med foten på bromsen hade sannolikt inneburit betydligt värre skador, då huvudet redan hade fått en smäll. Kraschen in i däckbarriären skedde i så låg fart att Massa inte ådrog sig ytterligare skador, vilket sannolikt räddade hans liv. Efter en lyckad operation av skallen lades Massa i koma över natten, och väcktes upp tillfälligt dagen därpå för en undersökning som gav ett enligt sjukhuset "ett förväntat och lyckat svar". Det visade att han inte skulle få några bestående inre skador, utan de var mest oroliga för hans syn, vilken sedan visade sig fungera som den skulle. Han vaknade permanent mindre än 48 timmar efter kraschen, och var "vid medvetande, och reagerade på tilltal på alla de tre språk han behärskar". Han gjorde direkt klart att han ville återvända till formel 1 så fort som möjligt. Enligt läkarna där Massa vårdades, bedömdes hans skador inte som livshotande efter bara ett dygn. Han fick åka hem med ett privatplan till Brasilien, efter bara nio dagars inläggning på sjukhuset, där han fördes till ett nytt sjukhus för en lyckad undersökning. Han fick därefter återvända hem, för att vila och sedan åka till Miami för att träffa doktorn Steve Olvey, expert på skador ådragna i samband med motorsport, för nya undersökningar i slutet av augusti, och de undersökningarna skulle ligga till grund för om Massa skulle kunna komma tillbaka redan till hemmatävlingen i Brasilien.