Sebastian 7 évesen kezdett el gokartozni, nővére hatására, aki szintén szívesen űzte ezt a sportot. Innentől kezdve egészen 15 éves koráig gokartozott, és különböző bajnokságokat nyert meg. 2001-ben Európa Bajnok lett, Junior kategóriában.

Két évvel később, 2003-ban váltott formulaautókra, a német BMW Kupa sorozatban indult, és a szezon végén a 2. helyen zárt. 2004-ben a Mücke Motorsport versenyzőjeként húszból 18 versenyt megnyert, és a másik 2 alkalommal is dobogós helyezést ért el. A következő évben, a Formula 3 Euroszériában indult. Itt 5. helyen végzett, ám teljesítményét jól jellemzi, hogy csapattársánál ötször több pontot gyűjtött. Igaz, ekkor futamgyőzelmet nem tudott aratni, az év újonca mégis ő lett és nem Lewis Hamilton. 2006-ban szintén ebben a kategóriában indult, ekkor 2. lett.

Szezon     Széria     Csapat     Versenyek     Első rajtkockák     Győzelmek     Pontok     VB helyezés
2003     Formula BMW     Eifelland Racing     19     5     5     216     2
2004     Formula BMW     ADAC Berlin-Brandenburg     20     14     18     387     1
2005     Spanyol Formula 3     Racing Engineering     1     0     0     8     15
2005     Formula 3 Euroseries     ASL Mücke Motorsport     20     0     0     57     5
2006     Formula 3 Euroseries     ASM Formule 3     20     1     4     75     2
2006     World Series by Renault     Carlin Motorsport     3     1     1     28     15
2007     World Series by Renault     Carlin Motorsport     7     1     1     74     5

(A képen Vettel a Red Bull Formula 3 Euroszériás autójában ül. 2006)