沈约字休文，吴兴郡武康县人。十三岁时家中遭难，父亲沈璞被杀，他逃走潜藏，碰上大赦才得以幸免。后来又流离异乡，孤苦贫困，但一心好学，昼夜手不释卷。母亲怕他积劳成疾，常叫人给他减油灭灯。于是他就白天读书，夜晚背诵，这样便博通众书，并善作文章。济陽蔡兴宗听说他的才华，对他很是欣赏，等他作了郢州刺史，便引用沈约为安西外兵参军，兼任记室。兴宗常对他的子弟们说：“沈记室是人伦师表，你们要好好向他学习。”他作荆州刺史后，又任用沈约为征西记室，出任厥西县令。
沈约在齐初任征虏记室，出任襄陽县令，所侍奉的主人是齐文惠太子萧长懋。太子入居东宫后，他任步兵校尉，掌管文书，到永寿省值班，校理四部图书。当时东宫文士很多，而沈约特别受太子赏识，每天一早入宫晋见，日影西斜才出宫。有时碰上王侯到东宫来，沈约进不去，便屡次有怨言。太子说：“我平常爱睡懒觉，这你是知道的，一听到你的谈论，才忘了睡觉。你想让我早起，可经常早点儿进来。”改任他为太子家令。后来又作司徒右长史、黄门侍郎。当时竟陵王萧子良招纳贤士，沈约和兰陵萧琛、琅王牙王融、东郡谢月兆、南乡范云、乐安任日方等都在此交游，萧子良也被当世人称誉为善于纳贤。
隆昌元年(494)，被任为吏部郎，外出作东陽太守。齐明帝即位，征召他作五兵尚书，改作国子祭酒。明帝死，政权落在宰辅大臣手里，尚书令徐孝嗣让沈约撰写遗诏。永元年间，又重作司徒左长史，进号为征虏将军、南清河太守。
当初，梁武帝也在竟陵王西邸，与沈约有旧交。梁武帝平定建康后，委任他为骠骑司马。当时梁武帝已经成就了功业，天下归心。沈约曾问他下一步打算，武帝默然不答。他日又进言说：“现今和古时候不一样，不能用淳朴之风感化天下，士大夫们之所以来攀龙附凤，都是希望立下尺寸之功，来谋取盎贵。如今连小孩子和最愚昧的人都知道齐朝气数已尽，况且有天象人事显示了改朝换代的征兆，永元以来，这些征候更加显著。有谶语说，‘行中水，作天子’。这都记得清清楚楚。天意不可违背，人心不可丧失。”武帝答应说：“我正在考虑。”沈约说：“明公当初在樊城、沔水起兵时，应该考虑这问题，今日已成就了帝王基业，还考虑什么呢！从前武王伐纣，刚入商地人们便称他我们的君主。武王不违背民意，没有再考虑什么。明公自到京都，已经季节代换，和周武王相比，迟速已有不同。若不早定大业，符合天人之望，倘使一人做出其他举动，便要损坏你的威德。况且人非金石，难免有旦夕祸福，怎么能像建安年间的曹孟德，把受禅这事留给子孙呢？如果荆州刚立的天子返回建康，公卿各就其位，则君臣名分已定，就再不能有其他打算了。那时候在上的君主圣明，在下的臣子忠贞，哪里还会有人肯和你一起谋反为贼呢？”武帝同意了他的话。沈约出来后，武帝又召见范云说起这件事，范云的回答和沈约的意思大致相同。武帝说：“智者的见解竟如此不谋而合，你明天早上和休文一块儿再来。”范云出来告诉沈约，沈约说：“先生一定等我。”范云答应了。然而第二天沈约却一个人先入内见武帝，武帝命他草拟篡位的文书，他就从怀里拿出已写好的诏书和诸官人选名单，武帝连一点儿也没有改动。不一会儿范云来到，在殿门外不能进来，徘徊在寿光阁外，无可奈何地“咄咄”连声。沈约出来，范云问他：“事情怎么办了？”沈约向左拱手示意，范云笑道：“没有违背我们的愿望。”一会儿，武帝召见范云说：“平时和沈休文相处，也没有觉得他有什么与众不同，如今竟是这样才智纵横，可真称得上明达卓识。”范云说：“明公今日才了解沈约，如同沈约今日才了解明公。”武帝慨叹说：“我起兵至今三年了，臣僚将士们都确有功劳，然而助我成帝业的只有你们二人啊！”
武帝受封梁王后，沈约任他的散骑常侍、吏部尚书，兼右仆射。
武帝受禅称帝后，委任他为尚书仆射，封建昌县侯。又拜他母亲谢氏为建昌国太夫人。受封那天，吏部尚书范云等二十多人都来拜贺。朝野上下都认为他无比荣耀。不久又升迁为左仆射。天监二年(503)，他母亲去世，武帝车驾亲临吊唁，因为沈约年迈，不宜过于悲痛损坏身体，武帝派遣中书舍人在沈约家门外阻挡客人并劝他节哀。起任沈约为镇军将军、丹陽尹，设置佐史。服丧期满后，又升迁为侍中、右光禄大夫，兼任太子詹事，奏闻尚书八条事。又升任尚书令，屡次上表辞让，改任他左仆射，兼任中书令。不久还是升迁为尚书令，兼任太子少傅。天监九年(510)，调任左光禄大夫。
起初，沈约久任尚书省长官，便向往三公之位，朝中舆论也都认为他应居此位。但武帝始终不给他，于是他要求出外任职，又得不到准许。他和徐勉平时关系好，于是就给徐勉写信陈述自己的心情，说自己年老多病，“过百十天，就要瘦得紧一紧皮腰带上的洞眼；用手握臂，大致每月就会细上半分”。想辞去官职，回家领退休金。徐勉替他向武帝进言，请求赐给他三公仪仗，武帝不同意，只是赐给他鼓吹一部而已。
沈约生性不饮酒，很少嗜好，虽受朝廷隆重待遇，但生活却节俭朴素。他在东田建了一处房舍，在这里观览郊野，曾作《郊居赋》来抒发情怀。不久又加封特进，改任中军将军、丹陽尹，侍中、特进职衔不变。天监十二年(513)死在任上，享年七十三岁，谥为“隐”。
沈约左眼有两个瞳人，腰上有紫痣，聪明过人，喜读典籍，收藏书籍达二万卷，京都无人比得上。少年时孤苦贫困，他曾向亲族乞讨到数百斛米，被一个亲戚侮辱，他把米倒在地上就走。等到富贵以后，并不把这记在心上，而起用这人作了郡部传。沈约曾陪武帝饮宴，乐班里有个妓女的乐师是齐朝文惠太子萧长懋的宫女，武帝问她认识座中的哪个客人，回答说：“只认识沈家令。”沈约不禁伏地流泪，武帝也感到悲哀，因此不再饮酒。沈约历任三朝，熟悉旧时典章制度，见闻广博，朝廷要制定什么制度都要取法他的意见。谢玄晖善于写诗，任彦升擅长文章，沈约兼有两项专长，但都超不过他们。他自负才高，迷恋功名利禄，凭借时势谋取权利，颇为议论褒贬。等到任尚书省长官后，才逐渐有些收敛，每次升官，总是恳请辞让，但又始终不能放弃那职位，舆论把他比作山涛。当政十多年，未曾荐举过什么人，对于国政的得失，从未有何补益，只是惟命是从而已。
起初，武帝和左仆射张稷有旧怨，等张稷死后，武帝和沈约说起这事。沈约说：“左仆射已被打发出去作边境地区的州刺史，过去的事，何必再说呢。”武帝认为这是出于婚姻关系的袒护行为，对沈约发怒说：“你说这种话，像个忠臣吗！”于是上辇回了内殿。沈约吓坏了，竟然没有发现武帝已经起身走了，还仍旧端坐不敢动。等回到家，没走到床前，就凭空跌坐在门边，于是就生了病。梦见齐和帝用剑割断他的舌头，叫一个巫来看病，巫所说的病因和他所梦的相同。于是叫一个道士给天上一道赤色奏章，声称禅代齐朝的事，并不是自己的主意。在这以前，沈约曾陪武帝饮宴，碰上豫州献来栗子，有一寸半大小，武帝觉得新奇，问起来关于栗子的典故有多少，与沈约各自叙说自己所能记起来的典故，沈约比武帝少了三条。沈约出来后对别人说：“这老头儿爱面子，要是不让他他会羞死。”武帝因为他出言不逊，想治他的罪，徐勉一再劝谏才罢休。他这次病时，武帝派遣主书黄穆之专门负责探视，穆之晚上回去，没能及时奏报，害怕获罪，私下把沈约请道士奏赤章的事让皇帝派来探病的医生徐奘奏报了武帝。又加上前边的过失，武帝大怒，几次派人去责备他，沈约惊吓而死。有关部门谥为“文”，武帝说：“怀有别的心思不表露出来应该叫隐。”因此改为“隐”。
沈约年少时曾感到晋朝一代竟没有一本完整的史书，因此二十来岁时，便有撰写晋史的打算。宋泰始初年，征西将军蔡兴宗代他启奏皇上，宋明帝有旨准许他。从那时起过了二十多年，他的著述方才完成，共有一百多卷。条例线索虽然齐备，但史实采集尚不周全。齐永明初年遇上盗贼，丢失了第五部。又在齐建元四年(482)受命撰写本朝史，永明二年(484)又兼任著作郎，为皇帝编写起居注。五年春天又奉命撰写《宋书》，六年二月写成，拜表进上。他所编写的国史就是《齐纪》二十卷。梁天监年间，又撰写《梁武纪》十四卷，又撰写《迩言》十卷，《谥例》十卷，《文章志》三十卷，文集一百卷，都在世上流行。又撰写过《四声谱》，认为：“以前的诗人积千年都没有人悟出来，而如今只有我得于心中，穷尽其神妙的旨趣。”自以为是达到了神妙境界的创作。武帝对此不感兴趣，曾经问周扌舍：“什么叫四声？”周扌舍回答：“‘天子圣哲’，四字就是四声。”但武帝到底还是不怎么遵用沈约的四声规则。