Феликс начал свою карьеру в большом автоспорте в 2001 году — в национальном чемпионате Ф3. Уже в дебютном сезоне Портейро продемонстрировал неплохую скорость и стабильность, позволившую ему не только пять раз финишировать на подиуме (в том числе единожды победив), но и набрать достаточно очков, чтобы занять четвёртое место в личном зачёте.
Показанный уровень результатов позволил менеджменту гонщика договориться о месте в более престижной серии — в Мировой серии Ниссан. В данном чемпионате испанец задержался на четыре года, постепенно став крепким середняком чемпионата. За это время Феликс провёл более шестидесяти стартов, одержав в них три победы и пять раз стартовав с поула. Лучший сезон пришёлся на 2005 год, когда набрав в 17 гонках 77 очков Портейро занял в чемпионате пятое место.
Следующим соревнованием, куда перешёл испанец стал чемпионат GP2. В 2006 году, без особого успеха, он стартует в 21 гонке, набирая в них пять очков. Найти финансирование на второй сезон не удаётся и валенсиец уходит в кузовные гонки: в 2006 году он стартует в туринговом кубке Европы, а через год переходит в чемпионат мира.
Феликс устраивается в одну из заводских команд BMW, проведя за неё два сезона: в 43 стартах он единожды стартует с поула, 17 раз финиширует в очковой зоне и одерживает две победы. В свой второй сезон он оказывается настолько стабилен, что заканчивает год в Top10 личного зачёта.
Продлить контракт не удаётся и сезон-2009 Портейро начинает уже в составе частной команды Proteam Motorsport. Результаты предсказуемо снижаются, но в некоторых гонках валенсиец всё же не только борется за очки в абсолютном зачёте, но и набирает их. Внутри зачёта незаводских команд Феликс проводит сезон на уровне лидеров, завершив год на второй строчке среди участников данной группы. Тем не менее контракт с командой продлить не удалось и валенсиец надолго покинул большой автоспорт.