I USAs Grand Prix, på den nybygde Circuit of the Americas, startet Vettel fra pole. I siste del av løpet ble han forbikjørt av Hamilton, men kom i mål på andreplass, foran tittelrivalen Fernando Alonso. Han kom dermed til sesongens siste løp, Brasils Grand Prix, med en ledelse i førermesterskapet på 13 poeng til Alonso. Fra fjerde startposisjon begynte han løpet med en avkjøring etter et sammenstøt med Bruno Senna, og ble liggende helt bakerst. Løpet ble preget av flere krasj og skiftende værforhold, og endte til slutt med Vettel sjette og Alonso på andreplass, noe som medførte at Vettel vant førermesterskapet med tre poengs margin. Dette var Vettels tredje mesterskap på rad, og han var også den yngste trippelmesteren noesinne, foran Ayrton Senna, som hadde den tidligere rekorden da han vant sitt tredje mesterskap i 1991, 31 år gammel. Vettel ble også den tredje føreren til å ta tre mesterskap på rad, etter Juan Manuel Fangio og Michael Schumacher.