Nato ad Heppenheim (Germania) il 3 luglio 1987, Sebastian Vettel è il pilota più giovane ad aver collaudato una macchina di Formula 1 nelle sessioni libere di qualifica del venerdì, all'età di 19 anni e 53 giorni. (Mike Thackwell rimane il pilota più giovane a competere in un Gran Premio di F1, mentre Nico Rosberg è il più giovane a guidare una F1 in test privati).
Vettel inizia a guidare i kart nel 1995, vincendo numerosi titoli. Nel 2003, passa alle monoposto scoperte dominando il campionato tedesco di Formula BMW con 18 vittorie su 20 corse complessive. Nel 2005 guida per la ASL Mucke Motorsport nella Formula Three Euroseries. Si piazza in quinta posizione nella classifica finale con 64 punti, vincendo un premio particolare dedicato al migliore debuttante in quella categoria. Non vince nessuna gara, largamente dominata in quella stagione da Lewis Hamilton. Il 27 settembre 2005 svolge delle sessioni di test sulla vettura di Formula 1 Williams FW27 come premio per i successi ottenuti nella Formula BMW. Svolge sessioni anche con il team BMW Sauber.
Vettel viene promosso come terzo pilota della BMW Sauber a partire dal Gran Premio di Turchia 2006, quando Jacques Villeneuve viene rimpiazzato da Robert Kubica dopo il Gran Premio d'Ungheria. Nelle sessioni dei test impressiona tutti piazzando il tempo migliore nella seconda sessione del venerdì in Turchia e ricevendo inoltre i complimenti dallo stesso Michael Schumacher.
Viene confermato come test driver per la BMW nel 2007, continuando però a correre nel campionato World Series by Renault, dove ottiene la prima vittoria al Nürburgring. Dopo il serio incidente occorso a Robert Kubica durante il Gran Premio del Canada 2007, Vettel sostituisce il pilota polacco nel Gran Premio degli Stati Uniti 2007, posizionandosi ottavo e guadagnando così un punto nella sua prima gara in formula 1. Dal Gran Premio d'Ungheria Vettel sostituisce Scott Speed alla Scuderia Toro Rosso, dove viene confermato per il 2008.