Nach zwei Jahren im Sky VR46 Junior Team der FIM CEV Repsol Moto3™ Junioren-Weltmeisterschaft gab Celestino Vietti 2019 sein Vollzeitdebüt mit dem SKY Racing Team VR46. Vietti ist seit 2015 Teil der VR46 Riders Academy, erzielte 2017 solide Punkte in der CEV. 2018 errang er sein erstes Podium. In der zweiten Hälfte des Jahres wurde Vietti als Ersatz für den verletzten Nicolo Bulega in die Moto3™ berufen und der italienische Debütant beeindruckte in seinem ersten Rennen, indem er in Motegi um Punkte kämpfte und beim nächsten Mal prompt einen unglaublichen ersten Podiumsplatz erzielte. 2019 sammelte er weitere Podestplätze bei den spanischen, katalanischen und japanischen GPs, wodurch er den Rookie of the Year-Titel errang. In der folgenden Saison errang er beim GP der Steiermark seinen ersten Grand-Prix-Sieg. Ein weiterer folgte in Le Mans und so stand am Ende der Saison der fünfte Gesamtrang zu Buche. 2021 fuhr er in der VR46 Academy weiter, diesmal jedoch in der Intermediate-Klasse. In einem Jahr, in dem Rookies die Schlagzeilen beherrschten, blieb Vietti größtenteils unter dem Radar, bevor er am Ende des Jahres seine Qualität mit drei Top-6-Platzierungen in Folge unter Beweis stellte. Der Italiener setzte diese Form auch in der Saison 2022 fort und holte in den ersten fünf Rennen zwei Siege und zwei Podiumsplätze, bevor er mit einem weiteren Sieg beim GP von Katalonien zu den führenden Titelanwärtern gehörte. Die zweite Saisonhälfte verlief für Vietti jedoch inkonsistent, er musste zahlreiche Rennstürze einstecken, die seine Titelhoffnungen begruben. Der Italiener kehrte beim GP von Österreich 2023 auf das oberste Treppchen zurück, konnte aber in dieser Saison nur einen weiteren Podiumsplatz einfahren. Für 2024 wechselte er zum viel gepriesenen Red Bull KTM Ajo-Team, sicherte sich im Laufe des Jahres drei Siege und dies ermöglichte es dem Italiener, den siebten Platz in der Gesamtwertung zu erreichen. 2025 wechselte er zu SpeedUp, wo Vietti eine Boscoscuro-Chassis fuhr. Der Höhepunkt seines Wechsels im Jahr 2025 war der GP von San Marino, wo der Italiener seinen ersten und einzigen Saisonsieg holte und damit an seine Podiumsplätze in Argentinien und Österreich anknüpfte. Vietti bleibt auch 2026 beim SpeedRS Team und setzt seine Jagd auf den ultimativen Titel – die Moto2-Weltmeisterschaft – fort!