Каријеру у формули 1 почео је као тест возач за БМВ Заубер, дебитовао је на Великој награди Сједињених Држава 2007. године, замијенивши повријеђеног Роберта Кубицу. Касније током сезоне, прешао је у Торо Росо, гдје је остао и наредне године. У септембру 2008. године, остварио је прву пол позицију и прву побједу у каријери, на трци за Велику награду Италије, поставши тако најмлађи возач који је остварио пол позицију у историји и најмлађи побједник неке од трка формуле 1. На крају 2008. године прешао је у Ред бул. У својој првој години у Ред булу, Фетел је завршио сезону као најмлађи возач икада који је завршио на другом мјесту. Наредне године, постао је најмлађи свјетски шампион формуле 1; исте године је помогао Ред булу да освоји прву титулу у конкуренцији конструктора. Освојио је још три шампионата заредом, поставши најмлађи двоструки, троструки и четвороструки шампион формуле 1. Титуле освојене и одлучене су на последњој трци, 2010. је побиједио испред Фернанда Алонса, док је 2012. поново побиједио Алонса, за три поена. У сезонама и , Фетел је доминирао и титуле је осигурао рано.