Федерико Бельтран Массес родился в 1885 году на Кубе в семье каталонского военного и в 1899 году прибыл в Барселону со своими родственниками.
Он начал учился живописи в Школе искусства в Барселоне, в 1905 году изучал в Мадриде испанское и европейское искусство в Музее Прадо, был учеником Хоакина Сороллы, и провел сезон в Астурии, привлеченный пейзажами горной местности. Его первые работы подчинились твердому реализму, однако в последствии он изменил темы картин, используя литературные темы в стиле модерн. Его работа «Красивая маркиза» - раздетая маха между двух одетых - посланная на Выставку искусства Мадрида 1915 года спровоцировала широкую полемику вокруг его работ.
С 1916 года художник жил в Париже, где он был принят с большой честью Национальным обществом живописи в Париже и превратился в портретиста с мировым признанием. На выставке в Венеции 1921 года ему был предоставлен зал чести, а его автопортрет оказался приобретенным Галереей Уффици (Флоренция). В 1926 году созданный им портрет Рудольфо Валентино открыл ему двери Соединенных Штатов Америки.
Федерико Бельтран Массес был избран членом испанских и французских академий искусств и корпораций, выставлял свои работы в главных европейских и американских столицах.
На последнем этапе своей жизни, Федерико Бельтран Массес возвратился в Испанию, где в ноябре 1948 года прошла выставка его работ.
Он скончался в 1949 году в Барселоне.