宋杭州钱塘人，字存中。
沈遘从弟。
仁宗嘉祐八年进士。
神宗熙宁中，参与王安石变法。
提举司天监，改制浑仪、景表、五壶浮漏等仪器，招卫朴造《奉元历》。
擢知制诰，兼通进银台司。
熙宁八年出使辽国，力斥辽夺地之谋，途中又图其山川形势、人情风俗，为《使契丹图抄》奏上。
迁翰林学士、权三司使。
主免下户役钱，被劾出知宣州。
后知延州加强对西夏防御。
元丰五年，坐事谪均州团练副使，徙秀州。
晚年居润州梦溪园。
博学善文，熟知天文、地理、化学、生物、律历、音乐、医药、典制等。
有《梦溪笔谈》、《苏沈良方》、《长兴集》等。