Siri junior

Dalam sebuah episod dalam rancang Late Show with David Letterman, Vettel berkata beliau memulakan kerjaya kart amaturnya pada umur 3½. Vettel memulakan kerjayanya dengan perlumbaan kart pada tahun 1995, dan memenangi pelbagai kejuaraan termasuk Junior Monaco Kart Cup pada tahun 2001. Pada tahun 2003, beliau beralih kepada perlumbaan kereta roda terbuka dan memenangi kejuaraan Formula BMW Jerman 2004 dengan 18 kemenangan daripada 20 perlumbaan.

Pada tahun 2005, beliau memandu untuk ASL Mücke Motorsport dalam kejuaraan Formula Three Euroseries. Beliau mendapat tempat kelima dalam kejuaraan tahun tersebut dengan 64 mata. Beliau menguji kereta Formula Satu Williams FW27 pada 27 September sebagai ganjaran untuk kejayaannya dalam kejuaraan Formula BMW. Beliau kemudiannya menguji bersama pasukan BMW Sauber.

2006 merupakan sebuah tahun yang sibuk bagi Vettel. Beliau berlumba dalam musim keduanya dalam F3 Euroseries, dan berlumba dalam dua perlumbaan dalam kejuaraan Renault World Series dan menjadi pemandu ujian bagi Sauber dalam Formula Satu. Beliau memenangi beberapa buah perlumbaan, namun gagal menjadi juara keseluruhan dalam mana-mana siri tersebut. [6]

Vettel menjadi naib juara dalam kejuaraan Formula Three Euroseries 2006, di belakang juara dan rakan sepasukan, Paul di Resta. Beliau juga membuat penampilan sulungnya dalam kejuaraan World Series by Renault di Misano. Beliau memenangi perlumbaan tersebut selepas Pastor Maldonado disingkirkan.[7] Bagaimanapun, pada perlumbaan seterusnya di Spa-Francorchamps, Vettel hampir kehilangan jarinya disebabkan serpihan yang terbang dalam sebuah kemalangan, dan dijangka direhatkan untuk beberapa perlumbaan. Walau bagaimanapun, beliau berjaya untuk bersaing dalam Ultimate Masters F3 di Zandvoort pada hujung minggu berikutnya dan mendapat tempat keenam. Beliau juga menetapkan masa pusingan yang ketiga terpantas dan ia mengejutkan ketua pasukan ASM, Frédéric Vasseur. Vasseur berkata: "Saya tentunya kagum, kerana pada awal minggu ini, saya pasti dia tidak dapat berlumba tetapi beliau menunjukkan kadar yang baik daripada sesi latihan pertama. Saya tidak dapat membayangkan dia sihat 100 peratus tetapi sekurang-kurangnya kita tahu bahawa kita boleh lebih berdaya saing dalam perlumbaan Euroseries seterusnya pada hujung minggu depan di Nürburgring, itu yang penting."

Vettel bersaing dalam kejuaraan World Series by Renault pada tahun 2007, dan mendapat kemenangan pertamanya di Nürburgring. Beliau sedang mendahului kejuaraan tersebut semasa beliau dipanggil untuk berlumba dalam Formula Satu. Selapas Vettel meninggalkan siri dunia tersebut, tempatnya diambil oleh Michael Ammermüller.[8]