BMW đã thả anh vào tháng 7 năm 2007 để tham gia Scuderia Toro Rosso của Red Bull, thay thế Scott Speed ​​từ Grand Prix Hungary 2007 trở đi, vì Vettel đã có hợp đồng với Red Bull Racing. [39] Nó cũng được thông báo rằng anh ấy sẽ lái xe cho Toro Rosso vào năm 2008 cùng với Sébastien Bourdais. [40]Trong giải Grand Prix Nhật Bản bị ảnh hưởng bởi mưa tại Fuji, Vettel đã vươn lên vị trí thứ ba, sau Lewis Hamilton và Mark Webber của Red Bull Racing, và dường như tất nhiên sẽ về đích trên bục đầu tiên của anh và đội. Tuy nhiên, Vettel đã đâm vào Webber trong điều kiện xe an toàn, buộc cả hai chiếc xe phải nghỉ hưu. Webber nói sau cuộc đua: "Đó là trẻ em phải không. Những đứa trẻ không đủ kinh nghiệm - bạn làm tốt công việc và sau đó chúng làm hỏng tất cả". [41] Vettel ban đầu bị trừng phạt với hình phạt lưới mười vị trí cho cuộc đua sau, nhưng điều này đã được dỡ bỏ sau khi một video của khán giả trên YouTube cho thấy sự cố có thể là do hành vi của Hamilton phía sau xe an toàn. [42] Vettel đã kết thúc lần thứ tư trong sự nghiệp tốt nhất một tuần sau đó tại Grand Prix Trung Quốc, xuất phát thứ 17 trên lưới trong điều kiện hỗn hợp. [43] [44] Anh ấy được chủ sở hữu Red Bull Dietrich Mateschitz đánh giá là một trong những ngôi sao lớn trong tương lai của môn thể thao: "Vettel là một trong những chàng trai trẻ có tiềm năng phi thường [...] Anh ấy nhanh, anh ấy thông minh và anh ấy rất quan tâm đến kỹ thuật bên cạnh. "[45] Sau bốn vòng đua của mùa giải 2008, Vettel là tay đua duy nhất không hoàn thành được một vòng đua nào, đã về hưu ở vòng đầu tiên trong ba vòng đua đó. Tại Monaco Grand Prix, Vettel ghi điểm đầu tiên trong mùa giải với vị trí thứ 5, sau khi vượt qua vòng loại thứ 17. Giám đốc kỹ thuật Giorgio Ascanelli của Toro Rosso giải thích rằng có điều gì đó đã thay đổi tại European Grand Prix ở Valencia: "Đột nhiên Vettel hiểu ra điều gì đó về cách lái một chiếc xe F1 một cách nhanh chóng. khả năng làm như vậy một cách nhất quán. "[46] Tại Grand Prix Ý ướt át, Vettel trở thành tay đua trẻ nhất trong lịch sử giành được Grand Prix Công thức 1, ở tuổi 21 và 74 ngày. [47] Anh đã dẫn đầu trong phần lớn Grand Prix và vượt qua vạch đích trước Heikki Kovalainen của McLaren 12,5 giây. [48] Đó cũng sẽ là chiến thắng duy nhất của Toro Rosso. [49] Trước đó vào cuối tuần, anh ấy đã trở thành người gác sào trẻ nhất. [50] Ông bầu Gerhard Berger của đội Toro Rosso nói: "Như anh ấy đã chứng minh ngày hôm nay, anh ấy có thể giành chiến thắng trong các cuộc đua, nhưng anh ấy sẽ giành chức vô địch Thế giới. Anh ấy là một chàng trai tuyệt vời". [51] Chiến thắng của anh đã khiến giới truyền thông Đức đặt cho anh là "Baby Schumi". [52] Vettel được vinh danh là Tân binh của năm 2008 tại Giải thưởng Autosport. [53]