På sin hjemmebane Nürburgring startet Vettel for første gang denne sesongen ikke på første rad, og med en fjerdeplass i løpet var det også første gang i sesongen at han ikke var på seierspallen. I Ungarn viste McLarens sterke mekaniske grep seg overlegen på det våte føret og Vettel måtte se seg slått av Jenson Button. På Spa var Vettel tilbake på toppen av seierspallen, og han fulgte opp med seier også i Italia. I Singapore ledet han hver eneste runde av løpet fra pole, og med fem løp igjen var ledelsen hans i førermesterskapet på 124 poeng. Før Japans Grand Prix trengte Vettel dermed bare et eneste poeng for å sikre sin andre verdensmestertittel. Han kvalifiserte igjen til pole, for femte gang på rad, og holdt ledelsen til Button smatt forbi under den andre omgangens pitstopp. Han ble også forbikjørt av Alonso etterhvert som dekkene hans begynte å ta slutt, og etter noen mislykkede forsøk på å ta tilbake andreplassen ba løpsingeniøren han om å holde posisjonen og forsvare mesterskapet. Med denne tredjeplassen sikret dermed Vettel sin andre verdensmestertittel på rad, som den yngste dobbeltmester i Formel 1-historien, 24 år og 98 dager gammel.