寶馬索伯時期

2006年，維特爾獲得歐洲F3比賽的亞軍，賽季中獲得三次分站賽的冠軍；在參加的三場雷諾系列賽中獲得兩次勝利；同年成為寶馬索伯車隊的試車手。

2007年，6月頂替因傷缺席的寶馬車隊車手庫比卡參加的首場F1比賽中獲得了第八名，F1職業生涯首次獲得積分。

2007年8月，維特爾從寶馬車隊轉會到紅牛二隊。9月的日本站，正賽中他一度排在第三，在第46圈因為經驗不足撞上排在第二的馬克·韋伯雙雙退賽。10月的中國站，維特爾從第17位起步最終獲得第4名。2007賽季共參加了8場大獎賽，獲得6個積分。

2008賽季初，由于賽車穩定性不足，維特爾連續四站遭遇退賽。9月的意大利大獎賽，維特爾奪得其F1職業生涯的第一個桿位和分站冠軍。賽季結束維泰爾共獲得35分，年終總排行第八，其個人積分甚至超過了該年度紅牛車隊的車隊積分 。

2009年，維特爾轉會紅牛車隊。4月的上海站，維特爾以桿位發車拿下個人第二個分站冠軍。6月的英國站，維特爾拿下桿位并取得勝利，創造了最快圈速。8月的比利時站，維特爾以第八位起步最終登上頒獎臺。10月的日本站，維特爾奪得桿位并在正賽中全場領縣，奪得個人第4個分站冠軍。11月的阿布扎比站，維特爾以第二位發車，獲得了2009年收官戰的冠軍，同時拿下年度車手亞軍 。

2010年3月的巴林站，維特爾在排位賽獲得桿位，正賽遭遇賽車故障最終排名第四。4月在馬來西亞站他取得賽季首場勝利。5月他在摩納哥站取得亞軍。6月的歐洲站維特爾再次得分站冠軍。11月他獲得阿布扎比站冠軍，逆轉之前領先自己15分的阿隆索，以256奪得年度車手總冠軍。

2011年3月的澳洲站，維特爾從桿位出發，并大部份時間保持領先優勢取得勝利。賽季的前九站比賽中，維特爾連續登上頒獎臺，直到7月的德國站，賽季首次未入三甲，排名第四。8月的比利時站他再次奪得冠軍。賽季連番勝利讓他在10月的日本站提前衛冕車手總冠軍，并在11月的巴西站，打破奈杰爾·曼塞爾的桿位紀錄。

2012年3月，澳大利亞站上維特爾以第六發車最終拿下亞軍。4月15日的中國站，維特爾排位賽Q2被淘汰，以第11位發車最終拿下第五。4月22日，他在巴林大獎賽從桿位發車獲得冠軍。9月的新加坡站期維特爾取得了四連勝。11月4日的阿布扎比站，維特爾從最后一位發車，最終拿下第三名。11月25日巴西站，開賽不久他與布魯諾·塞納碰撞跌到最后1名，最后仍拿到第六名，以281分實現年度車手三連冠 。

2013年3月的馬來西亞大獎賽上，維特爾無視車隊指令強行超越隊友馬克韋伯引起爭議。7月的英國大獎賽上，由于變速箱故障維特爾遭遇了全年唯一的一次退賽。夏休期過后，他拿下2013年度下半賽季全部9站的所有分站冠軍，并提前四站在印度大獎賽上連續第四次奪得第世界冠軍。2013賽季他創造了15個桿位、13場勝利的紀錄。

2014年，F1新引擎等規則實行。紅牛車隊由于雷諾提供的動力單元的疲軟在賽季中期之前一直沒有很好的表現，而維特爾表現得比隊友丹尼爾·里卡多更難以駕馭RB10，全年以167分排名第五位。

法拉利車隊時期

2015年，維特爾正式加盟法拉利車隊，與基米·萊科寧搭檔。3月30日，F1大獎賽第二站馬來西亞站，維特爾利用策略擊敗對手，贏得轉會法拉利后的首個分站賽冠軍，這是他繼2013年巴西站后再次登上最高頒獎臺，同時也是法拉利車隊繼2013年西班牙站后再次贏得分站賽冠軍。

2016年月17日，2016年F1中國站正賽在上海國際賽車場進行，法拉利車隊維特爾獲得亞軍。 

2017年6月，在2017賽季F1阿塞拜疆大獎賽維特爾因為故意撞擊小漢被罰停10秒最終獲得第4名。 

2017年8月26日，法拉利車隊官方宣布與德國車手維特爾續約三年，新合同直到2020賽季結束。

2017年10月8日，2017賽季日本大獎賽正賽中，在發車后不久就遭遇賽車故障，遺憾退出了比賽。