Soutenu depuis l'âge de huit ans par Red Bull, Sebastian Vettel pratique assidument le karting depuis 1995. Sa première grande victoire se passe à la Coupe de Monaco de karting en 2001. Il termine également 6e du championnat européen de Karting ICA l'année suivante. En 2003, il fait ses débuts en sport automobile en championnat d'Allemagne de Formule BMW. Il fait d'emblée forte impression en terminant 2e de la discipline. La saison suivante, il poursuit sur sa lancée et ne laisse aucune chance à ses adversaires en remportant haut la main le titre avec 388 points sur 400 possibles.
Sous contrat avec BMW depuis 2005, Sebastian Vettel effectue un premier test en Formule 1 en septembre 2005 pour le compte de l'écurie Williams-BMW, puis un second en juillet 2006 chez BMW Sauber. En août, à partir du GP de Turquie, il est promu troisième pilote BMW Sauber, après la titularisation de Robert Kubica en remplacement de Jacques Villeneuve. Ses performances sont rapidement impressionnantes compte-tenu de son jeune âge : il réalise le meilleur temps des essais du vendredi à l'occasion du Grand Prix d'Italie à Monza et devient alors la nouvelle icône du sport auto allemand alors que Schumi déclare ce même week end sa retraite.
L'indisponibilité du pilote polonais Robert Kubica à cause de son accident au GP du Canada permet au jeune Allemand d'effectuer ses débuts en course à l'occasion du Grand Prix des États-Unis à Indianapolis. Il réalise un petit exploit en se classant 8e et décrochant son premier point en Formule 1 pour sa première course : il devient, à seulement 19 ans, 11 mois et 14 jours le plus jeune pilote de l'histoire de la Formule 1 à inscrire un point.
Le 31 juillet 2007, il est confirmé comme pilote Toro Rosso et réussi quelques exploit notament au GP du Japon et de Chine.
Au début de la saison 2008, le Français Sébastien Bourdais devient son coéquipier au sein de l'équipe. Après être légerement dominé en début de saison, il monte en puissance et éclipse son coéquipier pour arriver jusqu'à la première pole position de sa carrière en Italie.
