Партнером по команде в 2008 году стал тёзка, опытный француз, четырёхкратный чемпион Champ Car — Себастьен Бурде. Машина STR2B была совершенно неконкурентноспособной, в большинстве гонок на ней Себастьян сошёл с дистанции. Ситуация резко переменилась с появлением в Toro Rosso новой машины STR3. В Монако Феттель завоевал на ней первые очки в сезоне, заняв пятое место. В следующем Гран-при в Канаде Феттель также попал в очковую зону, став восьмым. В дождевой квалификации Гран-при Италии Себастьяну удалось выиграть поул, и удержать лидерство на протяжении большей части гонки. Благодаря своей победе, Феттель стал самым молодым на тот момент победителем и обладателем поул-позиции в истории Формулы-1.