페텔은 2006년부터 자우버(당시 BMW 자우버)의 테스트 드라이버로 활동하다, 2007년 시즌 도중 부상을 입은 로버트 쿠비차를 대신하여 미국 그랑프리에서 데뷔전을 치렀다. 출전과 함께 그랑프리에 참가한 최연소 드라이버(만 19세 53일) 기록을 경신한 그는 8위를 차지하여 포인트를 획득한 최연소 드라이버 기록도 함께 세웠다. 이후 그는 스쿠데리아 토로로쏘로 팀을 옮겨, 2008년 이탈리아 그랑프리 우승을 통해 최연소 폴 포지션 기록(만 21세 72일)과 최연소 그랑프리 우승 기록(만 21세 73일)을 경신한다. 이 기록은 그가 당시 소속되어 있던 토로로쏘 팀과 그 전신 미나르디를 통틀어 최초의 폴 포지션, 최초의 그랑프리 우승이기도 하며, 최연소 그랑프리 우승 기록은 이후 2016년 스페인 그랑프리에서 18세에 우승한 막스 페르스타펀에게 깨지기 전까지 유지되었다.