2012 bildete Vettel erneut mit Webber das Red-Bull-Fahrerduo. Beim Saisonauftakt in Australien kam Vettel auf dem zweiten Platz hinter Button ins Ziel. Ein Rennen später in Malaysia verpasste er als Elfter die Punkteränge nach einer Kollision und dem daraus resultierenden Reifenschaden mit dem überrundeten Narain Karthikeyan. Nach einem fünften Platz beim dritten Rennen in China erzielte Vettel beim Großen Preis von Bahrain die erste Pole-Position und den ersten Sieg in der Saison und übernahm die Führung in der Weltmeisterschaft.