Vettel ist seit seinem siebten Lebensjahr im Motorsport aktiv. Er startete als Kartfahrer und konnte im Jahr 2001 die deutsche und europäische Juniorenkartmeisterschaft gewinnen.
Im Jahr 2004 gewann Vettel mit dem Team Mücke Motorsport die Meisterschaft in der Formel BMW und stellte dabei mit 18 Siegen in 20 Rennen einen neuen Rekord auf.