Felix karierę rozpoczął w roku 1997, od startów w kartingu. W 2001 roku przeszedł do wyścigów samochodów jednomiejscowych, debiutując w Hiszpańskiej Formule 3 (zwyciężył w dwóch wyścigach).
W latach 2003–2004 brał udział w serii World Series by Nissan. W pierwszym roku startów zmagania zakończył na 14. pozycji (raz stanął na podium, zajmując trzecie miejsce w Walencji). W drugim po raz pierwszy w karierze sięgnął po zwycięstwo (sukces osiągnął na torze Circuit de Barcelona-Catalunya), a w klasyfikacji generalnej zajął 8. lokatę.
W 2005 roku był partnerem Roberta Kubicy w hiszpańskiej stajni Epsilon Euskadi. Seria pod patronatem Nissana, została jednak przekształcona w World Series by Renault. Hiszpan czterokrotnie startował z pole position oraz trzykrotnie zwyciężał. Był jednak w cieniu swojego zespołowego kolegi, który uzyskał od niego dwa razy więcej punktów. Ostatecznie rywalizację ukończył na 5. pozycji (Kubica został mistrzem), pomagając swojej ekipie w zdobyciu tytułu mistrzowskiego w klasyfikacji zespołów.
Seria GP2
W sezonie 2006 podpisał kontrakt z hiszpańską stajnią Campos Racing, na starty w bezpośrednim przedsionku Formuły 1 - serii GP2. W ciągu dwudziestu jeden wyścigów trzykrotnie dojeżdżał na punktowanych lokatach. Zdobyte punkty pozwoliły Felixowi zająć w klasyfikacji końcowej 22. pozycję.
Felix Porteiro podczas wyścigu WTCC, na torze Okayama, w 2008 roku
WTCC
W roku 2007 Porteiro zadebiutował w mistrzostwach świata samochodów turystycznych - WTCC. Startując w fabrycznej ekipie BMW - BMW Team Italy-Spain - siedmiokrotnie sięgał po punkty. Najlepiej zaprezentował się podczas czeskiej rundy, na torze Masaryk Circuit. Hiszpan, startując z pierwszej pozycji, odniósł pierwsze w karierze zwycięstwo. Dzień później, startując z ósmej lokaty, przesunął się na trzecie miejsce. Po raz trzeci na podium znalazł się podczas niedzielnych zmagań, na brytyjskim obiekcie Brands Hatch. Ostatecznie został sklasyfikowany na 12. miejscu.
W kolejnym sezonie Felix ponownie reprezentował barwy tej ekipy. Porteiro spisał się jeszcze lepiej, dojeżdżając na punktach jedenastokrotnie. Cztery razy odnotował miejsce w pierwszej trójce, w tym raz na najwyższym stopniu (tym razem podczas drugiego wyścigu, na niemieckim Oschersleben). Zdobyte punkty sklasyfikowały go na 10. lokacie.
W 2009 roku Porteiro stracił posadę, na rzecz swojego rodaka Sergio Hernandeza. Nie mając szansy bycia kierowcą fabrycznym, Felix przyjął ofertę Scuderii Proteam Motorsport, będącej stajnią niezależną. W ten też sposób przejął fotel po Hernandezie. Posiadając mniej konkurencyjny pojazd, Hiszpan tylko czterokrotnie dojechał na punktowanym miejscu (najwyższą uzyskaną przez niego lokatą było czwarte miejsce w drugim wyścigu, w Czechach. W klasyfikacji kierowców niezależnych Hiszpan prowadził w pierwszej połowie sezonu. W drugiej jednak lepszy okazał się Holender Tom Coronel i to on sięgnął po tytuł. Felix musiał zadowolić się drugim miejsce. W klasyfikacji ogólnej Porteiro zajął 15. pozycję.
