Pada 16 Januari 2017, tim Williams mengumumkan kembali mengontrak Felipe Massa untuk musim 2017 setelah Valtteri Bottas ditarik ke Mercedes untuk menggantikan Nico Rosberg yang pensiun. Keputusan ini juga sekaligus menunda rencana pensiun Massa yang sebelumnya diumumkan pada September 2016. Di lomba perdana musim di Australia, Massa sukses finis di posisi enam dan meraih poin. Kondisi cuaca menyulitkan Massa saat berlomba di China dan ia finis tanpa poin. Selanjutnya di Rusia meski sempat dua kali mengalami ban bocor saat lomba, Massa mampu bangkit dan finis di posisi kesembilan meski di akhir lomba sempat dituduh Vettel menghalang-halangi ketika Vettel berusaha menyalip Bottas. Lomba berat dijalani Massa di Monako saat ia harus mengawali lomba di posisi 15. Perlahan tapi pasti melalui pengalamannya dan dibantu strategi tim, Massa bisa naik dan finis dengan meraih poin di posisi kesembilan. Massa memiliki kans memenangi lomba di Azerbaijan saat mendapat kesempatan memimpin lomba tetapi kerusakan damper membuatnya harus tersingkir dari perlombaan. Di Austria dan Inggris, Massa meraih poin dengan finis di urutan kesembilan dan kesepuluh.