O australiano, cuja vitória em Interlagos em 2009 foi ofuscada pela conquista do título pelo britânico Jenson Button na mesma prova, completou a melhor volta em 1min13s811 no circuito em sentido anti-horário, que está entre os favoritos dele no calendário.
Webber estava brigando pelo título até a última corrida da temporada passada, mas não vence uma prova desde o GP da Hungria de 2010 - uma sequência de 25 corridas sem ganhar, enquanto Vettel conquistou dois títulos mundiais e obteve 14 vitórias.
Button, que conquistou seu título pela Brawn e agora busca a quarta vitória do ano pela McLaren, ficou em segundo, apenas 0s014 atrás, em uma manhã de tempo seco e aberto em São Paulo.
Seu companheiro de equipe Lewis Hamilton, que conquistou o título mundial de 2008 em São Paulo e também tem três vitórias em 2011, apesar de ter vivido polêmicas dentro e fora das pistas, foi o terceiro, enquanto Vettel ficou em quarto.
A diferença entre os quatro melhores do treino foi de apenas 0s214.
Vettel já conquistou o título por antecipação desde o GP do Japão, com quatro corridas de antecedência, mas enfrenta um dilema no fechamento do campeonato.
Felipe Massa, duas vezes vencedor em casa e que completará sua 100a prova pela Ferrari neste fim de semana, ficou em quinto, à frente do companheiro de equipe Fernando Alonso.
Entre os outros brasileiros, Rubens Barrichello, que ainda busca permanecer na Williams em 2012 para o que seria sua 20a temporada na F1, fez o 13o melhor tempo, com Bruno Senna, da Renault, logo a seguir.
Luiz Razia correu pela Team Lotus, terminando em 20o lugar.