In 2007 reed Massa opnieuw voor Ferrari. Na een zwakke seizoenstart in de Grand Prix van Australië behaalde hij drie opeenvolgende polepositions: (Grand Prix van Maleisië, Grand Prix van Bahrein en Grand Prix van Spanje). In Bahrein en Spanje behaalde hij ook de overwinning. Daarna ging het iets minder. Hij veroverde weliswaar nog verschillende podiumplaatsen, maar verdere overwinningen bleven voorlopig uit en in de Grand Prix van Canada werd hij gediskwalificeerd, omdat hij bij het verlaten van de pitsstraat het rode licht had genegeerd. In Frankrijk werd hij tweede achter ploegmaat Kimi Räikkönen, nadat hij vanaf de poleposition kon starten. In Groot-Brittannië reed hij de vierde kwalificatietijd, maar bij de start viel zijn motor stil en moest hij helemaal achteraan starten. Hij eindigde uiteindelijk nog als vijfde. In de Grand Prix van Europa op de Nürburgring lag hij lange tijd in winnende positie, tot hij na een fel bevochten duel met wereldkampioen Fernando Alonso op vijf ronden van het einde naar de tweede plaats werd verwezen. De Grote Prijs van Hongarije werd een ramp. Hij startte vanaf de vijftiende plaats en eindigde als dertiende op een ronde van winnaar Lewis Hamilton. In de stand voor het WK zakte hij weg naar de vierde plaats met 21 punten achterstand op leider Hamilton.