Efter det att BMW Saubers andraförare Robert Kubica inblandades i en olycka vid Kanadas Grand Prix 2007 och avråddes från att tävla i fick Vettel att ersätta Kubica och göra debut. Vettel kom på åttonde plats och fick därmed sin första poäng i Formel 1 och blev den yngste förären att få poäng i Formel 1-världsmästerskapet. Den 31 juli 2007, drygt sex veckor efter USA:s Grand Prix, meddelades det att Vettel skulle sluta som test- och reservförare i BMW och ersätta Scott Speed som andreförare i Scuderia Toro Rosso från och med Ungerns Grand Prix 2007. Under Japans Grand Prix medan han körde i tredjeplatsen krockade Vettel med Mark Webber och tvingades att bryta loppet. I Kinas Grand Prix, som kom direkt efter Japans Grand Prix, fick Vettel sina första poäng med Toro Rosso då han kom på fjärdeplatsen och fick fem poäng.