第15戦シンガポールGPでは2位。大雨で予選が日曜に順延になった第16戦日本GPでは、2年連続のポールトゥウィンを飾った。第17戦韓国GPも雨のレースとなり、PPから首位を快走していたが46周目にエンジンブローでリタイア。残り2戦でランキングトップのアロンソに25ポイント差をつけられたが、第18戦ブラジルGPで4勝目を挙げてタイトルへの望みをつないだ。そして、最終戦アブダビGPでポールトゥウィンという形でタイトル獲得の最低条件の2位以内を達成。この時点で唯一逆転可能なドライバーとなったアロンソは同GPを7位で終わったため、ベッテルは最終戦でシーズン初めてポイントランキング首位に立つと同時に、自身初のワールドチャンピオンに輝いた。ルイス・ハミルトンが保持していた史上最年少ワールドチャンピオン記録「23歳300日」を、「23歳134日」に更新した。