沈约出身江东大族吴兴沈氏，左眼有两个瞳孔，腰上有颗紫色的痣，聪明过人。他的父亲沈璞在元嘉三十年（453年）被诛杀，沈约当时年纪还小，偷偷跑掉了，后来赶上朝廷大赦天下，才免于流亡。但也成为了孤儿，家庭贫穷。
沈约专心好学，日夜兼读不知疲倦。他的母亲担心他用功过度而生病，经常把油灯的油少放些好让他早些睡觉。沈约白天读的书，晚上就能背下来，于是对不少典籍都很熟悉，会写文章。
沈约刚做官时任奉朝请。济阳蔡兴宗听说他很有才华而十分看重他。蔡兴宗担任郢州刺史后，任命沈约当安西外兵参军，兼任记室。蔡兴宗曾对他的几个儿子说：“记室沈约人才德性都堪作老师和表率，你们要好好地待他，向他学习。”后来蔡兴宗任荆州刺史，又让沈约担任征西记室参军，并兼任厥西县令。蔡兴宗死后，沈约任安西晋安王法曹参军转外兵参军，兼任记室。后进京任尚书度支郎。
齐朝初年，沈约任征虏记室，兼任襄阳县令。侍奉齐朝的文惠太子萧长懋。文惠太子入主东宫后，沈约担任步兵校尉，主管文书记载，在永福省值班，校订四部图书。当时东宫人才济济，而沈约尤其受到赏识与亲睐。每逢值班去见太子，总是谈到太阳落山才出来。当时王侯到东宫，有时不能进宫，沈约总是劝说太子，替王侯传话。太子说：“我平生很懒，很晚才起床，这你是知道的，和你交谈讨论后，就忘记睡觉，如果你要我早点起床，可以时常早些进宫中来。”于是提拔沈约为太子家令，后来又让他兼任著作郎，历任中书郎、本邑中正、司徒右长史、黄门侍郎。当时竟陵王也在招徕有才华的人，沈约同兰陵的萧琛、琅笽的王融、陈郡的谢朓、南乡的范云、乐安的任昉等人都在竟陵王门下交游，时称网得天下才子。不久，沈约又兼任尚书左丞，后来又任御史中丞，转车骑长史。
隆昌元年（494年），沈约被任命为吏部郎，出任宁朔将军、东阳太守。齐明帝即位后，提封他为辅国将军，征辟为五兵尚书，升任国子祭酒。齐明帝死后，宰相当权执政，尚书令徐孝嗣让沈约撰写遗诏，提升他为左卫将军，不久又加封通直散骑常侍。
永元二年（500年），因母亲年老，沈约上书请求免去职位，朝廷改任他为冠军将军、司徒左长史、征虏将军、南清河太守。
萧衍在竟陵王的西邸时，与沈约颇有交情。永元三年（501年），萧衍起兵攻占建康城后，任命沈约为骠骑司马，原来所任的冠军将军、征虏将军等职仍然保留。
当时萧衍功业已成，天意人愿都归属于他，沈约曾试探性地给萧衍提及代齐的话题，萧衍没有做声。过了几天，沈约又进言说：“现在与过去不一样，不能指望用淳朴的风气来期许万物，士大夫攀龙附凤，都是希望取得一点点功劳，以保住自己的福禄。如今幼小孩童、放牧的老百姓都知道齐朝的天下已经完了，没有人不说天下应当归您主宰的。天象和人事都表现出改朝换代的迹象，特别是永元以来，这种迹象更加明显。巫师预言说：‘行中水，作天子。’这就像写在白纸上的黑字一样明白清楚。上天的意志不能违背，民众的心情不能不顾及。如果是天命决定了的，虽说想谦让推脱，也是不可能的。”萧衍说：“让我再想一想。”
沈约继续进言道：“您最初在樊、沔一带带兵起义时就应该考虑好，现在帝王的大业已完成，何必再思考呢。过去周武王讨伐商纣王，刚进入皇宫时，民众便说这是我们的君王。周武王不违背民众的意愿，立即正位也没有再去细想。您自从到了京城，气运就已经发生了变化，和周武王相比，只是快与慢不一样罢了。如果不早日把帝王的大业定下来，顺应天神与人民的愿望，假如有一个人反对，就会损害您的威望与名声。况且人心不像铁和石头一样一成不变，世上的事情也不能保证不发生变化，怎么能像建安时的魏武帝那样把人臣的名分留给自己的子孙呢？如果皇帝回到首都，公与卿都在各自的官位上，那么君王与臣子的名分就定下来了，不再会产生其他的想法。君王在上很贤明，臣子们在下面很忠诚，怎么还会有人敢和您一起作乱呢？”萧衍认同了沈约的看法。
沈约离开后，萧衍召见范云并告诉他沈约的意见，范云的回答也和沈约的观点基本一致。萧衍说：“看来聪明人的看法无意中一致了，你明天早晨和沈约一起再来。”范云出来告诉沈约，沈约说：“你一定要等我一起去。”范云答应了他的要求。而第二天沈约偷偷在范云的前面进宫去见萧衍，萧衍让他先筹划有关事项，沈约从怀中取出早就写好的诏书和官员设置情况的文书，萧衍看后基本没有改动。过了一会儿范云到了，到宫殿门前没法进去，在寿光阁外面来回走动，口中不停地说“怪事”。沈约出来后，范云问他说：“结果怎么样？”沈约把手抬起来指向左边，范云笑着说：“没有辜负我们的希望。” 过了一会，萧衍便召见范云并对他说：“平时和沈约待在一起，没有发现他有什么不同于别人的地方。今天他的才能和智慧发挥得淋漓尽致，真算得上见解高明的人。”范云说：“您重新认识了沈约，也和沈约现在重新认识了您是一样啊！”萧衍说：“我从发兵起义到现在已经三年了，有功的臣子和将领，确实有他们的功劳，然而完成帝王大业，功在你和沈约两位。”
梁台建立后，沈约担任散骑常侍、吏部尚书，还兼任右仆射。萧衍祭天登上帝位后，沈约被任命为尚书仆射，封为建昌县侯，食邑千户。沈约接到诏书的当天，右仆射范云等二十多人都来拜望祝贺，当官的和老百姓都以此为荣耀，感到很光彩。很快，沈约又被提升为尚书左仆射，仍然任散骑常侍。不久又兼任领军，加侍中官职。
天监二年（503年），沈约的母亲去世，皇帝亲自前往凭吊。因沈约年老体衰，不能悲伤过度，所以皇帝派中书舍人帮沈约谢绝宾客来访。朝廷举用沈约任镇军将军、丹阳尹，可以设置辅佐的员吏。服丧完毕，沈约被提升为侍中、右光禄大夫，领太子詹事、扬州大中正、关尚书八条事，后又被提升为尚书令，仍兼任原来的侍中、太子詹事，扬州大中正等职。沈约多次上书请求辞官后，改任尚书左仆射、中书令、前将军，可以设置辅佐的员吏，仍兼任侍中，不久又提升为尚书令，兼太子少傅。
天监九年（510年），沈约改任左光禄大夫，仍兼任侍中、太子少傅，赐给演奏乐曲的乐队一部。
沈约虽长期担任宰相职位，但他自己却对御史台的工作有兴趣，不少人也都认为他适合在御史台任职，但梁武帝始终不取用他，于是沈约请求辞职，又得不到梁武帝的同意。沈约与徐勉向来很好，便给徐勉写信向他诉说。徐勉在梁武帝面前为他求情，请求按三司的标准让沈约告老还乡，梁武帝没有同意，只是给沈约增加了鼓乐的种类和乐队人员。不久加封特进，仍任光禄、侍中、少傅等职。
梁武帝对大臣张稷心存旧怨。张稷死后，梁武帝同沈约谈起此事，沈约说：“尚书左仆射出任边境州郡的刺史，这是过去的事，何必要再提它呢？”梁武帝认为沈约在庇护亲家，便很气愤地说：“你说这种话，还算是忠臣吗？”接着便起驾回宫。沈约很恐慌，竟没注意到皇帝已起身回宫，仍然呆坐在那里。回到家后，沈约仍心神不定，未至床边便坐下，以致坐空而摔倒在地上，并因此而得病。病中梦见齐和帝萧宝融用剑割断了他的舌头。请来巫师察看的结果竟跟他梦中所见相一致，于是沈约请道士向上天奏赤章，说梁武帝萧衍禅代之事并不是自己的主意。梁武帝派御医徐奘去给沈约看病，回宫后徐奘将这些情况全都告诉了梁武帝。
在此之前，沈约曾陪同梁武帝宴游，正赶上豫州献上时令贡品栗子，直径达一寸半，梁武帝对此感到很新奇，问沈约说：“史书上关于栗子的典故有多少呢？”并和沈约一起将所记忆之事各自分条写下，结果沈约所知的比高祖少三件事。出宫后沈约对人说：“皇帝很要面子，护短，如不让着他他就会羞愧而死。”梁武帝认为他的言论太不恭敬，要惩治他。经徐勉恳切地劝谏，梁武帝才罢休。而这次听说了赤章的事，梁武帝特别生气，多次派使者谴责沈约，沈约恐惧而死。
天监十二年（513年），沈约于任上去世，终年七十三岁。诏赠本官，赐钱五万，布百匹。有司将沈约的谥号定为“文”，梁武帝说：“沈约的才情，还没全部表达出来，应该用 ‘隐’字”，于是改谥号为“隐”。
永元三年（公元501年），萧衍攻下建康，但对称帝一事犹豫不决，沈约此时抓住时机力劝萧衍称帝。萧衍坚定了决心之后，沈约又连夜帮助萧衍起草诏书。而在梁朝建立后，在关于齐和帝的处置问题上，沈约又主张杀掉齐和帝以绝后患。可以说，沈约助梁武帝萧衍成就帝业，是南朝梁的开国功臣之一。
在史学研究上，沈约博物洽闻，于晋、宋、齐、梁四代之史皆有撰述，所撰《宋书》更成传世之作。在沈约编纂《宋书》之前，南朝宋人何承天、山谦之、苏宝生、徐爰等已相继编纂《宋书》。其中，徐爰以何承天、苏宝生编纂的《宋书》可谓集《宋书》编纂之大成。徐爰所修《宋书》虽流行于当时，但沈约指出其存在诸多问题，多非实录，难以取信。针对徐爰《宋书》存在的种种不足，沈约在兼采众家关于《宋书》编纂成就的基础上，制成新史。从齐永明五年（487年）春天，他奉诏修撰《宋书》，于次年二月完成了纪传部分70卷，随后又耗时多年精心编纂《宋书》诸志，最终刊成《宋书》100卷。沈约对于如何编纂一部新《宋书》，有着全局的观念和全面的思考。他首先重新确定了全书记载的范围，将“非关后代”的晋史人物一并刊除。在此基础上，对徐爰所纂《宋书》中臧质、鲁爽、王僧达等人物传记重加改写，删改因本朝人写本朝事而造成的曲笔讳饰；在史料的取舍上趋于客观，力求对于刘宋历史的撰写达于“实录”。同时，沈约还就徐爰旧本所缺的内容，补撰了自永光以来14年间的史事，从而使得刘宋一代之史臻于完备。
沈约撰成《宋书》“八志”是其重大功绩，“八志”共30卷，分别为《律历志》3卷、《礼志》5卷、《乐志》4卷、《天文志》4卷、《符瑞志》3卷、《五行志》5卷、《州郡志》4卷、《百官志》2卷。沈约承继前代史家重"通"的编纂理念，历经多年，著成八篇典志，于典制记载溯源秦汉，尤详魏晋，弥补了《三国志》、《后汉书》缺载典制的缺陷。
沈约开创了“因事附见”的编纂方法。所谓“因事附见”的编纂方法，即记载某人或某事的过程，因牵涉其他人或事，而为之附带记载，以省去为之重新立传。从《宋书》的记载来看，这种“因事附见”的编纂方法极为普遍，如《刘道规传》附带叙述刘遵履历，《庐陵王义真传》附带记载段宏履历，《何承天传》附带叙述谢元履历，《何尚之传》附带叙述孟觊履历，《谢灵运传》附带叙述荀雍、羊璿之、何长瑜三人履历等。这种方法对后来史家的历史撰述产生了深远影响，如萧子显撰写《南齐书》便承继了这种编纂方法。
此外，沈约还在《宋书》之中，灌注了他对门阀士族与寒门庶族地位升降、佛教在南朝的传播与儒家伦理之间的张力、南北民族矛盾与融合等现实问题的深沉思考，提高了《宋书》的质量，使之在中古时期产生的多部断代体正史中占据着比较重要的地位。
沈约是永明体的倡导者之一，其文学主张和创作实践领导了时代的风气。
沈约的辞赋作品，由于六朝文献的严重散失，其中大部分已经佚去，现在所能看到的，只有从唐代欧阳询所编的类书《艺文类聚》中辑出的十篇辞赋的片断，和《梁书·沈约传》所收录的《郊居赋》一篇全文了。虽然总共只有十一篇，且其中十篇是残篇，但是通过仔细研读、细致分析，从这为数不多的沈约现存辞赋作品中，可以看出，沈约的辞赋，既有对楚辞的继承、对前代咏鸟传统的延续，也有对潘岳《闲居赋》和谢灵运《山居赋》的借鉴，更有自己的创新之处，从而形成了其辞赋的独特之美。韵律之美是沈约辞赋最鲜明的特点，讲究押韵，追求对偶工整，善于运用双声叠韵、行文讲究平仄等使沈约辞赋形成了一种声律的和谐，读起来回环往复、朗朗上口。沈约不仅倡导声律论，而且身体力行，创作出具有声律之美的辞赋作品，努力践行着自己的理论。沈约的这种创作实践，不仅使自己的作品具备独特的声律之美，深受世人的喜爱，而且为后世律赋的产生与发展奠定了良好的基础。另外，沈约提倡的文章“三易”说理论，不仅开创了当时的文学创作新潮，在一定程度上纠正了当时文坛写作用典过多、语言晦涩难懂的弊病，而且对于引领“易用事”、“易识字”、“易诵读”的正确文学发展方向也起到了积极的作用。
在“永明体”诗人中，沈约占有重要地位。沈约作诗，不仅题材广泛，内容丰富，数量众多，而且写作手法高超，艺术上别具特色。首先，感情真挚、婉转动人是沈约诗歌最显著的特色。钟嵘评其诗“不闲於经纶，而长於清怨。”这里“长於清怨”的意思应指沈约诗歌善于感叹世人身世遭遇的不幸，其中也暗含了一些对社会、时代不满的成分。不仅如此，沈约诗中还蕴藏了诗人个体丰富的思想感情，这种感情有时是比较坦率地表露，尤其突出表现在其与朋友交往、送别、怀念、咏怀类的诗歌中，但是这样袒露的诗歌毕竟是少数，沈约诗歌中更多的不是袒露胸襟的强烈感情的抒发和外显，而是经过压抑的深沉感情的含蓄表现。其次，沈约诗歌已有较为成熟的意象。其诗中，意象的巧妙使用使得其诗意脉表现言有尽而意无穷。并且由于沈约自身内敛而含蓄的个性特征，使其诗歌中意象所能承载的意脉空间更为深沉而内化，不再是一看到底的直白表现，这一点在其时间意象中表现的尤为明显。再次，沈约诗歌善引典故，尤精对偶。沈约学识渊博，其诗中巧妙地运用了各种典故，并将其呈现为工整的对偶。
沈约声律论的核心是“四声八病”说，“四声”是按照汉字读音四个声调的特点，以汉字的平声为格律中的平，以汉字中的上、去、入三声作为格律中的仄，在诗歌创作中有意识地将平声仄声交错使用，以构成声音的抑扬错落之美；“八病”则是列出作诗时力求不犯的八种病犯，即平头、上尾、蜂腰、鹤膝、大韵、小韵、旁钮、正钮等八种声病（“八病”具体为何，说法不一。）
“四声八病”是沈约声律理论的核心，也是最早的较为系统的声律论，从创作实践到理论的产生，在中国诗歌史上是一次巨大的进步，以此为指导纲领，永明文人在创作上有了更为积极的尝试和探索。形成了“永明体”，为律诗的形成奠定了基础，开创了中国“近体诗”发展的时代。
沈约喜欢书籍，收集图书达两万卷，当时京城没有人能和他相比，是南朝中国藏书第一大家。沈约不仅好藏书，亦致力藏书的利用。史乘记载，沈约注意识拔笃学之士，并在图书资料方面，尽其家藏以提供方便。如同时代的王筠，即得到沈约多次赠书，成为藏书界之美谈。尽管史乘所载，仍显粗略，但沈约的藏书理念，在只言片语中阐发得还是比较清晰的。首先，沈约继承了东汉文学家蔡邕关于图书藏用的理念，不独藏书之私藏，且致力于藏书为人才所用，为社会所用。其次，提出了藏书“遇贤者与之”的思想。沈约鉴于古往今来藏书家子孙失书、散书的教训，提出了“凡书多与人”，“遇贤者与之为高”的思想。
沈约的思想比较复杂，佛、道思想对他深有影响，沈约致力于弘扬佛法，他既积极参与事佛礼佛活动，又通过撰写诸如《形神论》、《神不灭论》等崇佛之文，将其对“空有之说”的伏膺和体悟，具体落实为对范缜“神灭论”的卖力围剿。 而在建武年间，因为齐明帝笃信道术，沈约也开始热衷于道教，期间，他写了很多体现仙道思想的作品。
虽然如此，但沈约思想中占据主导地位的还是儒家思想。但他并不是一个传统的儒士，他的儒家思想中掺杂着浓厚的道、佛思想。沈约是以儒学为本，而又佛、道兼修，三家思想兼容并蓄，从而形成了沈约独特的思想。
著有《晋书》一百一十卷，《宋书》一百卷，《齐纪》二十卷，《高祖纪》十四卷，《迩言》十卷，《谥例》十卷，《宋文章志》三十卷，文集一百卷，并撰有《四声谱》。大部分已佚，今存《宋书》100卷，文集9卷。明人由张溥在《汉魏六朝百三名家集》中辑有《沈隐侯集》。另有《高松赋》、《丽人赋》赋两篇，诗歌《悼亡诗》等。
南朝宋大臣蔡兴宗：沈记室人伦师表，宜善师之。
梁武帝萧衍：生平与沈休文群居，不觉有异人处；今日才智纵横，可谓明识。
南朝文学批评家钟嵘《诗品》：观休文众制，五言最优。详其文体，察其馀论，固知宪章鲍明远也。所以不闲於经纶，而长於清怨。永明相王爱文，王元长等皆宗附之。约於时谢朓未遒，江淹才尽，范云名级故微，故约称独步。虽文不至其工丽，亦一时之选也。
