Sebelum menjadi pembalap F1, Wehrlein terlebih dahulu menjajal balap Formula 3 Eropa pada musim 2012 dan 2013. Kemudian ia berpindah ke DTM pada tahun 2014 dan menjadi pembalap termuda yang memenangi salah satu seri balap mobil tersebut pada usia 19 tahun. Setahun berikutnya, ia berhasil menjadi juara umum ajang tersebut.
Pada tahun 2014 juga, Wehrlein terpilih menjadi pembalap cadangan untuk tim Force India-Mercedes. Kemudian pada tahun 2015, ia menjadi test driver di tim F1 Mercedes.[1]
Wehrlein memiliki kewarganegaraan ganda yaitu Jerman dan Mauritius, tetapi ia memilih berlomba di balapan F1 musim 2016 dengan membawa nama negara Jerman.[2] Di F1 musim 2016, ia tergabung dalam tim MRT-Mercedes.[3] Sedangkan pada tahun 2017, ia tergabung di tim Sauber[4] seiring dengan kebangkrutannya tim MRT-Mercedes. Namun di tim tersebut, Wehrlein baru bisa tampil pada balapan ketiga yang berlangsung di Bahrain, melewatkan dua seri awal yang berlangsung di Australia dan Tiongkok akibat cedera yang mengalaminya di ajang Race of Champions, digantikan sementara oleh Antonio Giovinazzi.[5][6]