A pesar do seu decepcionante 2011, Massa permaneceu con Ferrari para 2012. No Gran Premio de Singapur de 2010, Massa clasificouse 16o, un segundo por detrás do seu compañeiro de equipo Alonso, que clasificouse duodécimo, o seu peor resultado desde o Gran Premio de Singapur de 2010, e a primeira vez que clasificouse fóra dos dez primeiros desde o Gran Premio de Xapón de 2010.
- Non. Massa gañou seis prazas na primeira volta, chegando ata o oitavo lugar nas primeiras fases da carreira, pero sufriu gravemente a degradación dos pneumáticos e caeu na orde antes de retirarse da carreira despois dun choque co piloto de Williams Bruno Senna; ambos os pilotos acordaron máis tarde que foi un incidente de carreiras. En 2012, Massa clasificouse 12o e terminou 15o, 1 minuto e 37 segundos por detrás do seu compañeiro de equipo Fernando Alonso, que gañou a carreira. Este resultado puxo a Massa no 19o lugar no Campionato, mentres que o seu compañeiro de equipo Alonso lideraba con 35 puntos. Sergio Pérez, do Sauber, terminou segundo e houbo especulacións que ligaban a Pérez co asento de Massa. Massa foi décimo terceiro antes de marcar os seus primeiros puntos da tempada co noveno lugar. En España, Massa comezou décimo sexto e terminou décimo quinto, mentres que o seu compañeiro de equipo Alonso comezou e terminou segundo, tamén tivo un drive-through por ignorar bandeiras amarelas. Terminou sexto en Mónaco e décimo en Canadá, despois de dar voltas nas primeiras etapas da carreira.