Vettel memulai debut perlombaan F1-nya pada GP Amerika Serikat 2007 bersama tim BMW-Sauber sebagai pengganti sementara Robert Kubica yang cedera. Dalam lomba debutnya ini ia sukses finis di urutan kedelapan dan mencetak satu poin kejuaraan yang kemudian membawanya mencatatkan rekor (pada saat itu) sebagai pembalap termuda yang mencetak poin kejuaraan. Lomba F1 keduanya ia jalani bersama tim Scuderia Toro Rosso (STR) di GP Hongaria 2007 dan ia bertahan di tim ini sampai akhir musim . Pada GP Italia 2008, Vettel tampil sebagai pemenang lomba untuk pertama kalinya. Ia kemudian pindah ke tim induk STR yaitu Red Bull Racing (RBR) pada musim dan bertahan sampai akhir musim . Selama masa kariernya di RBR, Vettel sukses mencatatkan banyak prestasi diantaranya empat gelar juara dunia pembalap (, , dan ), 38 kemenangan lomba, 44 kali posisi pole dan 65 finis di posisi podium. Gelar juara dunia yang Vettel raih di musim 2010 membawanya mencatatkan rekor sebagai pembalap termuda yang berhasil menjadi juara dunia F1. Menyusul gelar keempatnya yang diraih di musim 2013, Vettel mencatatkan rekor pribadi lainnya yaitu sebagai pembalap termuda yang berhasil menjuarai musim F1 sebanyak empat musim beruntun. Di musim itu juga Vettel menyamai catatan pembalap Jerman lainnya yaitu Michael Schumacher dengan meraih 13 kemenangan dalam satu musim berjalan.