Pada 1 September 2016, Massa mengumumkan bahwa ia akan pensiun dari ajang F1 di akhir musim berjalan. Usai finis kesembilan di Italia, Massa gagal mendapat poin di Singapura dan Malaysia meski mencoba untuk tampil agresif. Selanjutnya di tiga lomba beruntun (Jepang, Amerika Serikat dan Meksiko) Massa kembali ke form terbaiknya dengan mencatatkan poin dalam tiga lomba tersebut. Di Brasil Massa tersingkir dari perlombaan setelah menabrak dinding di lap 47. Dalam lomba yang saat itu diyakini akan jadi lomba GP Brasil terakhirnya, Massa mendapat penghormatan dari penonton dan seluruh kru tim F1 saat berjalan kembali ke pit tidak lama usai tersingkir. Massa menutup musim 2016 dengan finis di posisi kesembilan di Abu Dhabi yang secara keseluruhan mengantarnya berada di posisi ke-11 klasemen pembalap.