13 września 2008 podczas odbywanych w deszczu kwalifikacji do Grand Prix Włoch na torze Monza zdobył swoje pierwsze pole position w karierze, zostając jednocześnie jego najmłodszym zdobywcą w historii Formuły 1. W wyścigu, który również był rozgrywany na mokrym torze, zwyciężył, zostając najmłodszym w historii Formuły 1 – w wieku 21 lat i dwóch miesięcy – zwycięzcą wyścigu (dotychczas najmłodszy, Fernando Alonso, w 2003 zwyciężył Grand Prix Węgier mając nieco ponad 22 lata).
Zdobywał punkty w kolejnych wyścigach sezonu, w kończącym sezon Grand Prix Brazylii zajął czwartą pozycję. Podczas sezonu zdobył 35 punktów, co pozwoliło zająć mu ósme miejsce w klasyfikacji generalnej.
2009–2014: Red Bull 2009 thumb|Sebastian Vettel podczas Grand Prix Niemiec w bolidzie Red Bull RB5 (2009) Podczas rozpoczynającego sezon 2009 Grand Prix Australii po własnym błędzie zderzył się z Robertem Kubicą. Obaj kierowcy stracili przednie skrzydło w swoich bolidach i starali się kontynuować jazdę, co jednak się nie udało. Vettel został sklasyfikowany poza pierwszą punktowaną ósemką i otrzymał karę przesunięcia o dziesięć miejsc na starcie do następnego wyścigu. W Grand Prix Malezji podczas deszczowego wyścigu wpadł w poślizg przez co musiał wycofać się z rywalizacji. Został sklasyfikowany poza pierwszą punktowaną ósemką.