Hän voitti ensimmäisen kerran vuoden 2008 Italian Grand Prix -kilpailussa.
14. syyskuuta; Vettelista tuli Formula 1:n kilpailun voittaneeksi nuorin kuljettaja 21 vuoden, 2 kuukauden ja 11 päivän iässä. Hän voitti neljä kilpailua Red Bullissa ensimmäisellä kaudellaan vuonna 2009 ja pääsi toiseksi Jenson Buttonin jälkeen. Vettel voitti Red Bullin kanssa vielä 34 voittoa neljässä maailmanmestaruuskautena. Vuoden 2013 kaudella hän voitti 13 Grand Prix -kilpailua, mikä tasoitti seitsemänkertaisen maailmanmestarin Michael Schumacherin ennätyksen useimmista voittoista kaudella. Vettel voitti myös yhdeksän voittoa peräkkäin samana vuonna, ja tasoitti kaksinkertaisen maailmanmestarin Alberto Ascarin ennätyksen. Vuoden 2014 kausi oli ensimmäinen hänen debyyttivuodensa jälkeen, jolloin Vettel ei saavuttanut voittoa. Hän voitti kolme kilpailua ensimmäisellä kaudellaan Ferrarilla vuonna 2015 eikä yhtään. Tätä seurasi viisi voittoa vuodenaikoina 2017 ja 2018, yksi vuonna 2017 ja ei yhtään vuonna 2018.