Savo karjerą „Formulėje-1“ S. Vettelis pradėjo būdamas BMW komandos vairuotoju-bandytoju. Jis „Formulės-1“ lenktynėse debiutavo 2007 metais JAV etape, kai pakeitė traumuotą lenką Robertą Kubicą.
Tą patį sezoną S. Vettelis perėjo į „Torro Rosso“ komandą, o jau 2008-ais iškovojo savo pirmą pergalę. Jis tapo jauniausiu „Formulės-1“ istorijoje pilotu, laimėjusi pasaulio čempionato „Didžiojo prizo“ („Grand Prix“) etapą.
Nuo 2009 iki 2014 metų S. Vettelis atstovavo „Red Bulls“ komandai ir keturis kartus tapo pasaulio čempionu (2010, 2011, 2012 ir 2013 metais).
2015 metais S. Vettelis pasirašė trejų metų sutartį su „Ferrari“ komanda, kurioje pakeitė dukart pasaulio čempioną ispaną Fernando Alonso.
Šį – 2017 metų sezoną – S. Vettelis jau laimėjo „Formulės-1“ čempionato tris etapus ir su 153-im taškais yra bendros pilotų įskaitos lyderis.