2005年，沈夢辰獲新絲路模特長沙賽區(qū)第一湖南省十佳 。

2007年，沈夢辰代表湖南大學參加中央臺《高校版挑戰(zhàn)主持人》 。 

2008年，沈夢辰獲湖南娛樂頻道星姐選舉第一亞軍、最上鏡獎、健康體態(tài)獎。

2009年，沈夢辰客串參演湖南衛(wèi)視《丑女無敵》第二季（36-37集）；參加廣東省大學生戲劇節(jié)，表演作品《薩勒姆女巫》。

2010年，沈夢辰擔任湖南娛樂頻道《好女人》主持人；在《瀟湘風尚大典》與汪涵共同擔任主持人；擔任《快樂男聲》全國300強突圍賽主持人。

2011年，沈夢辰擔任湖南娛樂頻道《百姓春晚》主持人 。

2012年，沈夢辰擔任湖南衛(wèi)視《全力以赴》主持人 。

2013年，沈夢辰擔任湖南衛(wèi)視《我是歌手》歌手林志炫的經紀人 ；拍攝湖南旅游形象全國宣傳片；代班主持湖南衛(wèi)視訪談節(jié)目《我的中國夢》之《黃磊的中國夢》。4月12日，《我是歌手》第一季決賽在湖南衛(wèi)視播出，幫幫唱環(huán)節(jié)林志炫蕭敬騰激情演繹《Easy lover》，沈夢辰登臺伴舞。6月7日，沈夢辰參加年代秀，加入00年代并勝出。6月16日，沈夢辰與yoyo、李銳、張大大、田源等參加中央一套正大綜藝《墻來了》，代表紅隊并勝出。7月30日，沈夢辰參加黑龍江衛(wèi)視《幸運電梯》錄制，并擔任主持人 。

8月，出任央視三套《開門大吉》嘉賓主持人。10月21日，參加深圳衛(wèi)視《年代秀》錄制。10月29日，湖南臺自制劇《把愛帶回家》于武漢開機，沈夢辰參與主演 。

11月10日，客串參演由騰訊視頻打造全球首部互動功用喜劇《高興ELIFE》，扮演女店員 。

2014年，河南華韻影視傳媒有限公司出品的電影《這個大叔不太囧》，由中國香港導演胡儲璽、編劇王珂，杜海濤、沈夢辰、范軍擔綱主演。7月，沈夢辰參演中國國內首部綜藝古裝劇《花樣江湖》，并擔任女主角。同年，參演電視劇《妻子的謊言》。

2015年，沈夢辰擔任湖南衛(wèi)視《我是歌手》歌手李健的經紀人。4月3日，擔任《我是歌手》2015巔峰會主持人 。偶像劇《我的奇妙男友》已于4月21日在廈門開機，沈夢辰飾演的是當紅女藝人容貌與家室都無可挑剔的完美小姐張萱萱。

2016年，參加湖南經視古代冷知識科普節(jié)目《史料不及》的錄制；5月11日，參演電視劇《重耳傳奇》。10月，與楊冪、佟麗婭、張藍心共同參加湖南衛(wèi)視國防教育特別節(jié)目《真正男子漢》的錄制，該節(jié)目全國收視率同時段排名第一。

2017年，擔任湖南衛(wèi)視原創(chuàng)交友談話類節(jié)目《為你而來》的主持人；2月，參加CCTV-14原創(chuàng)動畫益智挑戰(zhàn)類少兒節(jié)目《零零大冒險》的錄制；隨后，與馬可、戚薇合作出演古裝武俠劇《新龍門客�！�，在劇中飾演善良仗義的邱莫言；同年，沈夢辰擔任湖南衛(wèi)視歌唱真人秀節(jié)目《歌手》獅子合唱團的音樂合伙人。11月3日，做客湖南衛(wèi)視《天天向上》節(jié)目。2017年12月，沈夢辰確認主持 “快樂中國青春嗨18”湖南衛(wèi)視2017—2018跨年演唱會。12月31日，參加湖南衛(wèi)視跨年演唱會。

2018年1月6日，參加綜藝節(jié)目《聲臨其境》。2月，主持2018湖南衛(wèi)視春節(jié)聯(lián)歡晚會。3月2日，主持2018湖南衛(wèi)視元宵喜樂會。3月30日，出演的綜藝節(jié)目《天天向上》播出。4月27日，參加綜藝《我想和你唱》第三季。

2016年3月12日沈夢辰曬出一組在海邊的照片，稱“內陸的孩子看到大�？偸呛芘d奮，哪怕只是路過都已經很滿足啦”。

2016年6月23日，沈夢辰在微博上曬出多張照片。照片中的她大熱天穿古裝，豪放上樹秀美腿，擺出各種姿勢，還配上相當搞笑的文字，讓網友看了忍俊不禁。

2016年7月，杜海濤首次承認和沈夢辰的戀情。

2016年7月26日，沈夢辰在微博上曬出一組在海邊度假的美照。照片中，她身穿連體牛仔衣，頭戴白色鴨舌帽騎單車，一身打扮休閑又時尚，大長腿十分搶眼。

2016年3月10號，由著名導演梁凱程指導，臺灣金牌編劇邊立民實力操刀，葉祖新、沈夢辰、倪景陽等實力偶像聯(lián)袂主演的2016年度都市青春偶像時尚大戲《起床吧！太陽》舉行了開機儀式。

2016年6月24日，“Keep Curious男人裝十二周年好奇心派對” 在中國電影導演中心演播大廳拉開帷幕，沈夢辰到場助陣。

沈夢辰嬌小精致的臉型，外形甜美如水 （愛美網評）。沈夢辰擁有甜美的笑容和時尚可愛的乖巧造型  （騰訊娛樂評）。沈夢辰性感大條 。