Vettel dikontrak menjadi pembalap tes dan penguji BMW pada musim 2007 dan berkompetisi di World Series by Renault, dengan kemenangan pertama di Nurburgring. Namun pada tanggal 14 Juli 2007, ia dipanggil membalap untuk BMW di GP Amerika Serikat, menyusul kecelakaan yang dialami Robert Kubica minggu sebelumnya di Kanada. Saat itu ia sedang memimpin kejuaraan World Series, dan kursinya terpaksa diambil alih oleh Michael Ammermuller.