Il a devancé sur la ligne son coéquipier finlandais Kimi Räikkönen, qui s'élançait de la pole position pour la première fois en 129 départs, et l'Australien de Red Bull Daniel Ricciardo.
Pour Ferrari, il s'agit du premier doublé depuis 7 ans et le GP d'Allemagne 2010.
Parti de la 13e place sur la grille, le Britannique Lewis Hamilton (Mercedes), principal rival de Vettel pour le titre mondial, est finalement 7e.
Vingt-cinq points séparent désormais les deux hommes au classement général des pilotes, l'Allemand pointant en tête avec 129 unités.
Sur un circuit étroit où dépasser est quasiment impossible, c'est la stratégie qui a fait la différence, les pilotes comme Vettel, Ricciardo ou Hamilton ayant choisi de s'arrêter plus tard aux stands ayant gagné des places.
La course été neutralisée entre les 61e et 67e tours après un accrochage entre l'Allemand Pascal Wehrlein (Sauber) et le Britannique Jenson Button (McLaren-Honda).
Le premier est venu heurter une barrière dans le virage du Portier, juste avant le tunnel, terminant sa course sur la tranche, ce qui a provoqué la neutralisation et le déploiement de la voiture médicale.
Il a rapidement pu être joint par son équipe à la radio, annonçant qu'il allait bien, et a quitté sa monoplace en marchant.
Longtemps calme, la course s'est affolée dans les derniers tours, avec une série de sorties de piste et d'abandons (Kvyat/Toro Rosso, Stroll/Williams, Vandoorne/McLaren-Honda, Ericsson/Sauber, Button/McLaren-Honda, Wehrlein/Sauber).
L'Allemand de Renault Nico Hülkenberg avait lui été contraint de renoncer dès le 16e tour, après un problème de boîte de vitesses.
Les Français Romain Grosjean (Haas) et Esteban Ocon (Force India) sont respectivement 8e et 12e.
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