Pratiquant assidument le karting depuis 1995, le jeune Sebastian accroche notamment à son palmarès une victoire à la Coupe de Monaco de karting en 2001. Il termine également 6e au championnat européen de Karting ICA l'année suivante. En 2003, il passe au sport automobile dans le championnat de Formule BMW allemande. D'emblée, il fait forte impression, en terminant deuxième du championnat. L'année suivante, il ne laisse aucune chance a ses adversaires et remporte le titre avec 388 points sur 400 possibles. En 2005, il passe à l'échelon superieur, en Formule 3 Euroseries, se classe à la 5e place du championnat, et termine meilleur débutant de l'année. Toujours présent en F3 Euroseries en 2006, il s'affirme comme l'un des candidats au titre mais à l'issue d'un long duel, s'incline face à son coéquipier chez ASM Paul di Resta et termine finalement vice-champion. Il fait également sensation à l'occasion d'un meeting de World Series by Renault à Misano en juillet 2006 (en remplacement de Colin Fleming) où pour ses tous débuts dans la discipline, il remporte les deux courses du week-end. Suite à la disqualification de Pastor Maldonado dans la première, mais après avoir signé la pôle et dominé tous ses adversaires dans la deuxième. Vettel lors des essais libres du GP du Brésil 2006 sur la BMW Sauber. Vettel lors des essais libres du GP du Brésil 2006 sur la BMW Sauber. Protégé de longue date de la firme autrichienne Red Bull mais également du constructeur allemand BMW, Sebastian Vettel effectue un premier test en Formule 1 en septembre 2005 pour le compte de l'écurie Williams-BMW, puis un deuxième en juillet 2006 chez BMW Sauber. En août 2006, à partir du GP de Turquie, Vettel est promu troisième pilote BMW Sauber, après la titularisation du Polonais Robert Kubica en remplacement de Jacques Villeneuve. Ses performances furent rapidement assez impressionnantes compte tenu de son jeune âge (19 ans et deux mois) et il réalisa même le meilleur temps du vendredi à l'occasion du grand prix d'Italie à Monza. L'engouement populaire et médiatique fut immédiat notamment en Allemagne alors que l'on apprenait au même moment la retraire de Michael Schumacher. Sebastian devint ainsi le symbole de la nouvelle génération du sport automobile allemand. En 2007, tout en participant au championnat de World Series by Renault, il poursuit son rôle de troisième pilote chez BMW Sauber. Présent en piste lors des essais du vendredi à l'occasion des GP d'Australie et GP de Bahreïn, il voit son activité sensiblement réduite lors des semaines suivantes, mais l'indisponibilité du pilote polonais Robert Kubica (laissé au repos par les médecins suite à son accident du GP du Canada) permet au jeune Allemand d'effectuer ses débuts en course à l'occasion du Grand Prix des États-Unis à Indianapolis. Arrivé huitième, 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, la Scuderia Toro Rosso annonce que Sebastian Vettel remplace l'Américain Scott Speed au sein de l'écurie pour la fin de la saison. Le jeune Allemand effectue ses débuts en tant que pilote titulaire le 5 août lors du GP de Hongrie, qu'il termine à la 16e place .