Med segern tangerade Vettel, 26, landsmannen Michael Schumachers segersvit från 2004. Flest segrar i rad har Alberto Ascari som tog nio raka säsongerna 1952 och 1953.
Vettel, som tog sin 37:e seger i karriären, startade bredvid teamkamraten i Red Bull Mark Webber som var kvalsnabbast. Redan i första kurvan så tog sig tysken förbi och behöll ledningen resten av tävlingen.
-Tack killar. Det är inte ofta man får köra en sån här bil. Jag älskar er, tack så mycket, hälsade Vettel till teamet.
Webber slutade tvåa medan tysken Nico Rosberg blev trea i sin Mercedes-bil. Webber, som slutar efter säsongen, passerade med sin andraplats 1 000 inkörda poäng under karriären.
Totalt har Vettel vunnit elva segrar i år, flest segrar på en säsong har Schumacher med 13, en siffra som Vettel kan nå om han vinner de två återstående tävlingarna i Austin och Sâo Paulo.
Efter målgången gjorde Vettel några piruetter med sin bil på banan, något som han fick en reprimand för och dessutom fick betala en bot för när han firade fjärde raka VM-titeln i Indien förra helgen.
-Jag tror att Sebastian kan betala boten den här veckan, sade teamchefen Christian Horner.