VM-titeln grundlades i början av säsongen då Brawnstallet lyckats utnyttja reglementet bäst och Button kunde vinna sex av de sju första loppen.
Sedan dess har han inte varit i ledningen i ett enda varv, men ändå lyckats ta tillräckligt med poäng för att säkra VM-titeln redan efter 17 lopp.
- När jag för första gången satte mig i en bil för 21 år sedan kunde jag aldrig tro att jag skulle bli F1-världsmästare, men det är jag nu, sade Button till BBC, efter loppet i Brasilien.
Femteplatsen kom efter ett dramatiskt lopp med avåkningar, säkerhetsbilnärvaro, hotande regnmoln och småincidenter - vilket till slut ledde till att ende utmanaren Rubens Barrichello fick punktering, och därmed var titeln Buttons.
Stallchefen Ross Brawn var överlycklig efter triumfen.
- Vi gjorde ett riktigt bra jobb under vintern. Andra halvan av säsongen var tuffare, men det var ett fantastiskt lopp i dag. Jenson visste vad han skulle göra, sade Brawn.
Button är trots sin ålder, 28, en F1-veteran och har kört 169 grand prix - inför årets säsong hade han dock bara vunnit ett enda lopp - och har vid samtliga lopp haft sin pappa med sig i depån.
John Button var helt färdig efteråt.
- Jag är helt slut. De sista sju-åtta varven så stod vi bara och grät som småbarn. Vi måste förstå att han är där uppe nu, uppe bland de stora namnen. Det har inte riktigt sjunkit in än, sade pappa John Button.
Jenson Button är den tionde brittiske världsmästaren, och den andre i rad (Lewis Hamilton vann i fjol).
Australiern Mark Webber, Red Bull, vann loppet.