Passa professionista nel 2007 con l’Acqua & Sapone  cogliendo il successo nella seconda e nella quinta frazione del Tour of Japan e conquistando il primo posto nella classifica generale finale davanti ai kazaki Valentin Iglinskij e Aleksandr D’jačenko. Masciarelli è anche ventesimo alla  Coppa Placci e 28esimo al Giro del Veneto.

Nel luglio 2008 Masciarelli è protagonista al Brixia Tour dove ottiene il terzo posto nella quarta tappa da Concesio a Passo Maniva  alle spalle di Santo Anzà e Eddy Ratti completando la corsa al secondo posto della classifica generale finale. Ad agosto il pescarese è nono al Giro del Veneto, decimo alla  Coppa Agostoni e undicesimo al Gran Premio Città di Camaiore.

Francesco Masciarelli vince il Giro del Lazio 2008

Atleta con una grande propensione all’attacco e dal piglio spregiudicato, Francesco, ad ottobre, fa vedere le sue qualità al Giro del Lazio 2008.  E’ il fresco Campione del Mondo Alessandro Ballan ad attaccare ma quasi un’azione per mostrare la maglia iridata ed infatti nel finale la corsa prende un’altra piega. Davanti ci sono i big: Cunego, Di Luca, Pozzato ed il giovane 22enne dell’Acqua & Sapone che vanno ad affrontare gli ultimi 4000 metri in leggera ma costante salita. Masciarelli rompe gli indugi a meno 3 chilometri dall’arrivo, i big si guardano, non danno credito al “ragazzino capellone”. Masciarelli taglia la linea dell’arrivo per primo con 4 secondi di margine sul gruppetto regolato da  Filippo Pozzato su Danilo Di Luca. Sempre nel mese di ottobre è ottavo al Giro dell’Emilia vinta da Di Luca  ed è 32esimo al Giro di Lombardia vinto dal piccolo principe Damiano Cunego.

In molti profetizzano un futuro radioso per Francesco che nel 2009 parte bene. E’ 25esimo al Trofeo Laigueglia, 23esimo nella generale del Giro del Trentino ed è al via del Giro d’Italia e come punta del team assieme a Stefano Garzelli. Il varesino punta alla maglia della Montagna mentre Masciarelli alla maglia bianca. Dopo un avvio a scartamento ridotto, il pescarese rimonta posizioni nella classifica dei giovani battagliando col belga Seeldrayers.

Nella sedicesima tappa di Monte Petrano, vinta da Carlos Sastre, Masciarelli è sesto subito alle spalle dei big mentre il suo rivale perde oltre 2 minuti. Alla vigilia della crono di Roma, Masciarelli culla il sogno del sorpasso. La strada però non gli sorride ed è secondo nella classifica della maglia bianca a 2’55” dal corridore della Quick Step e diciassettesimo in generale.

A luglio si mette in luce al Brixia Tour cogliendo due terzi posti ed il quinto della classifica generale. Il suo anno prosegue con lo splendido sesto posto alla Vuelta a Burgos a 1’16” da Valverde e con il secondo posto alla Tre Valli Varesine, staccato di soli 3 secondi di Mauro Santambrogio.

Il 2010 di Francesco parte col botto al Giro del Mediterraneo dove l’abruzzese conquista la vittoria nella frazione conclusiva in vetta al Mont Faron con uno scatto fulminante  precedendo di otto secondi i primi due della generale Alejandro Valverde e Rinaldo Nocentini oltre a Robert Gesink.

Al Giro d’Italia in tanti vedono Masciarelli come un potenziale protagonista invece i guai fisici dovuti alle cadute lo attanagliano costringendolo al ritiro. L’estate non è favorevole al pescarese che non riesce a bissare le buone prove di dodici mesi prima ma, a fine anno, arriva la chiamata della corazzata Astana per la stagione 2011. L’obiettivo di stagione è puntato sul Giro d’Italia ed al Giro del Trentino il pescarese è 14esimo.  Alla corsa rosa, però, il capitano è Roman Kreuziger  e Francesco  si dedica, con successo, al ruolo di gregario in particolari nelle frazioni in salita dell’Etna e del Grosslockner. La sfortuna (cieca?) ci vede benissimo e una portiera apertasi bruscamente lo costringe al ritiro.

Il 2012 del pescarese parte col Tour Down Under in cui chiude al 71esimo posto, nelle successive corse è spesso costretto al ritiro non venendo convocato per il Giro. A giugno 2011 annuncia il ritiro temporaneo a causa di di un tumore benigno all’ipofisi causato da alcuni scompensi ormonali generati dallo sforzo fisico. Lo stop temporaneo diventa, purtroppo, definitivo nel giugno 2012  con un comunicato stampa del Team Astana