特筆すべきは、予選・決勝ともに大雨となった第14戦イタリアGPで、自身及びチームにとって初のポールポジションを獲得。決勝レースでも2位以下が雨により混戦を繰り広げる中、安定したドライビングで首位を堅持し、ポール・トゥ・ウィンで自身初優勝を果たすとともに、トロ・ロッソにチーム初優勝をもたらした。このレースでは、21歳72日でF1史上最年少ポールポジション、21歳73日で当時の最年少優勝・最年少表彰台および最年少ポール・トゥ・ウィンを記録した。さらに「初表彰台が初優勝」となるのは1979年第8戦フランスGPでのジャン＝ピエール・ジャブイーユ以来であり、記録づくめの歴史的な勝利となった。最終戦ブラジルGPでは、チャンピオン争いを演じていたルイス・ハミルトンをオーバーテイクしたことで、この地点でのチャンピオンの座がフェリペ・マッサに移るなど、ハミルトンとマッサのチャンピオン争いを大きく左右する走りをみせ最終的に4位に入賞を果たした（最終的には前方にいたティモ・グロックをベッテルと共に追い抜いたハミルトンが初の栄冠に輝いた）。