Hans første Grand Prix-sejr kom i det regnbeskadigede italienske Grand Prix i 2008.
14. september; Vettel blev den yngste kører til at vinde et Formel 1-løb på 21 år, 2 måneder og 11 dage. Han vandt fire løb i sin første sæson med Red Bull i 2009 og sluttede som næstformand til Jenson Button. Vettel vandt yderligere 34 sejre med Red Bull i sine fire verdensmesterskabsvindende sæsoner. Hans 2013 sæson omfattede 13 Grand Prix sejre, hvilket svarede til syv-gangers verdensmester Michael Schumachers rekord for de fleste sejre i en sæson. Vettel vandt også ni sejre i træk det år. Sæsonen 2014 var den første siden hans debutår, hvor Vettel ikke opnåede en sejr. Han vandt tre løb i sin første sæson med Ferrari i 2015 og ingen i. Dette blev efterfulgt af fem sejre hver i 2017 og 2018 sæsoner, en i og ingen i.