Przed sezonem 2011 przedłużył kontrakt z zespołem Red Bull na sezon 2012, 2013 i 2014. Zwyciężył w dwóch pierwszych wyścigach Grand Prix Australii i Grand Prix Malezji. W Grand Prix Chin był drugi. Zwyciężył w trzech kolejnych wyścigach. Ponownie zajął drugie miejsce w Grand Prix Kanady. W Grand Prix Europy odniósł szóste zwycięstwo sezonu. W Grand Prix Wielkiej Brytanii ponownie był drugi. W Grand Prix Niemiec zajął pozycję poza podium, a w Grand Prix Węgier czwarty raz zajął drugą pozycję. Zwyciężył w trzech kolejnych wyścigach, a po zajęciu trzeciego miejsca w Grand Prix Japonii został najmłodszym dwukrotnym mistrzem świata Formuły 1. Zwyciężył jeszcze w Grand Prix Korei Południowej i Grand Prix Indii. Nie ukończył przedostatniego wyścigu sezonu Grand Prix Abu Zabi z powodu awarii zawieszenia. W Grand Prix Brazylii zajął drugie miejsce.