Au Grand Prix de Grande-Bretagne, Vettel partage la première ligne avec son coéquipier Mark Webber, avant de le toucher au premier virage et de subir une crevaison. Si sa course est compromise, il remonte à la septième place et échange sa place de troisième du championnat avec Webber et est repoussé à 24 points. En Allemagne, il réalise la pole position pour deux millièmes devant Fernando Alonso. Le lendemain, auteur d'un mauvais départ, il tente d'empêcher l'Espagnol de passer mais sa manœuvre échoue et permet même à Felipe Massa de passer en tête ; le pilote allemand se classe ainsi troisième derrière les Ferrari. En Hongrie, il réalise sa quatrième pole position consécutive et domine le début de course avant d'être pénalisé et de terminer troisième, laissant Webber, vainqueur de la course, reprendre la tête du championnat. En Belgique, il se qualifie quatrième mais percute Button au seizième tour, abîmant son aileron avant et causant l'abandon du Britannique ; il finit quinzième et voit son retard sur Hamilton, le nouveau leader, porté à 31 points. Lors du Grand Prix d'Italie, Vettel se classe quatrième et son coéquipier Mark Webber, sixième. Lors du Grand Prix de Singapour, Sebastian Vettel est deuxième derrière Alonso. Il remporte le Grand Prix du Japon en partant de la pole position. À trois Grands Prix de la fin de la saison, l'Allemand revient à 14 points de Webber, leader du championnat.