Sau khi thể hiện tốc độ ấn tượng trong suốt quá trình thử nghiệm trước mùa giải ở Barcelona, ​​Vettel và đồng đội mới Charles Leclerc của anh ấy đã đến Úc với nhiều chuyên gia tin rằng họ có chiếc xe để đánh bại cho mùa giải 2019. [172] Tuy nhiên, cuối tuần khai mạc tỏ ra khó khăn khi Vettel vượt qua được khoảng bảy phần mười ở vị trí thứ ba và kết thúc cuộc đua ở vị trí thứ tư. [173] Vị trí thứ ba xếp sau ở Trung Quốc và Azerbaijan, khi Mercedes tiếp tục thống trị. [174] Vettel giành vị trí chủ chốt ở Canada; pole đầu tiên của anh ấy trong 17 cuộc đua. [175] Giữa cuộc đua, một cú búng tay của người vượt rào đã khiến anh ta chạy tung toé trên mặt cỏ. Vettel đã nhận một hình phạt lần thứ năm giây từ các quản lý, những người tin rằng anh ta đã trở lại đường đua "một cách không an toàn và buộc [Hamilton] phải chệch khỏi đường đua". [176] Vettel vượt qua vạch vôi ở vị trí đầu tiên nhưng để mất chiến thắng do quả phạt đền. Sau cuộc đua, anh ta đổi biển số một và số hai trước chiếc Mercedes của Hamilton và chiếc xe của chính anh ta. [177] Tại Grand Prix Đức, Vettel đã không thể vượt qua vòng loại sau một vấn đề về turbo, điều đó có nghĩa là anh ấy sẽ xuất phát ở vị trí cuối cùng. Trong một cuộc đua với điều kiện thời tiết hỗn hợp, Vettel đã leo lên vị trí thứ hai. [178] Ở Ý, Vettel quay tại Ascari chicane và khi vào lại đường đua, anh đã liên lạc với Racing Point's Stroll. Vettel nhận được một quả phạt đền trong 10 giây và kết thúc ở vị trí thứ 13. [179] Tại Singapore Grand Prix, Vettel đã giành chiến thắng trên một vòng đua mà Ferrari dự kiến ​​sẽ phải chật vật. Lần đầu tiên, Vettel đã chiến thắng năm lần ở cùng một đường đua. [180] Cuộc đua sau đó, tại Nga, Vettel từ vị trí thứ ba trên lưới lên vị trí thứ nhất ở góc đầu tiên. Tuy nhiên, truyền tin vô tuyến gợi ý rằng nhóm nghiên cứu muốn hoán đổi tài xế của họ, nhưng với Vettel, tài xế nhanh hơn, anh ta vẫn ở phía trước. Vettel nghỉ hưu ngay sau đó với sự cố MGU-K. [181] Vettel đã giành được vị trí pole ở Nhật Bản, [182] nhưng một khởi đầu đột ngột khiến anh ta phải dừng lại trong giây lát trước khi rời đi, điều này cho phép Bottas vượt lên dẫn trước; Vettel không bị phạt vì xuất phát nhảy. [183] Sau khi về thứ ba tại Grand Prix Brazil trong phần lớn cuộc đua, một chiếc xe an toàn đã cho phép Alexander Albon của Red Bull và một chiếc Leclerc hung hãn vượt qua anh ta. Anh ta cố gắng vượt qua đồng đội của mình ngay lập tức nhưng hai chiếc Ferrari đã va chạm, dẫn đến việc Vettel phải nghỉ hưu. [184] Anh về thứ năm trong Giải vô địch các tay đua thế giới, và chỉ bị một đồng đội vượt mặt lần thứ hai trong một mùa giải. [185] Sebastian Vettel thi đấu cho Ferrari tại Grand Prix thứ 1000 của họ. Ferrari sau đó thông báo họ sẽ không gia hạn hợp đồng với Vettel sau mùa giải 2020. Hiệu trưởng Mattia Binotto giải thích rằng "không có lý do cụ thể" cho quyết định này, mặc dù cả hai bên đều lưu ý rằng đó là một thỏa thuận thân thiện. [186] Mùa giải đã bị gián đoạn bởi đại dịch COVID-19 khi mười cuộc đua đầu tiên của lịch gốc hoặc đã được lên lịch lại, hoãn lại hoặc bị hủy bỏ hoàn toàn. Ferrari đã phát hiện ra các vấn đề trên chiếc xe của họ sau quá trình thử nghiệm trước mùa giải, buộc họ phải thực hiện một cuộc thiết kế lại lớn. [187] SF1000 thiếu tốc độ khi Vettel kết thúc cuộc đua mở màn mùa giải ở Áo ở vị trí thứ 10. [188] Vào cuối tuần, anh ta cũng đã bị cảnh cáo vì vi phạm các giao thức COVID-19 của FIA sau khi anh ta được nhìn thấy trộn lẫn với các thành viên của đội cũ Red Bull của mình. [189] Cuộc đua sau đó, tại Styrian Grand Prix, Vettel đã về hưu ở vòng mở màn với hư hại ở cánh sau sau một vụ va chạm với Leclerc. [190] Anh ấy đã kết thúc mùa giải ở vị trí thứ 13 đáng thất vọng trong bảng xếp hạng Người lái xe, với vị trí thứ ba ở Thổ Nhĩ Kỳ là kết quả tốt nhất của anh ấy. [191] Ferrari chỉ đứng thứ sáu trong bảng xếp hạng Người xây dựng, kết quả tồi tệ nhất của họ kể từ năm 1980, trong khi tổng số 33 điểm của Vettel là thấp nhất trong một chiến dịch đầy đủ trong sự nghiệp Công thức Một của anh ấy. [192] [193]