沈約字休文，吳興郡武康縣人。十三歲時家中遭難，父親沈璞被殺，他逃走潛藏，碰上大赦才得以倖免。後來又流離異鄉，孤苦貧困，但一心好學，晝夜手不釋卷。母親怕他積勞成疾，常叫人給他減油滅燈。於是他就白天讀書，夜晚背誦，這樣便博通眾書，並善作文章。濟陽蔡興宗聽說他的才華，對他很是欣賞，等他作了郢州刺史，便引用沈約為安西外兵參軍，兼任記室。興宗常對他的子弟們說：「沈記室是人倫師表，你們要好好向他學習。」他作荊州刺史後，又任用沈約為征西記室，出任厥西縣令。
沈約在齊初任征虜記室，出任襄陽縣令，所侍奉的主人是齊文惠太子蕭長懋。太子入居東宮後，他任步兵校尉，掌管文書，到永壽省值班，校理四部圖書。當時東宮文士很多，而沈約特別受太子賞識，每天一早入宮晉見，日影西斜才出宮。有時碰上王侯到東宮來，沈約進不去，便屢次有怨言。太子說：「我平常愛睡懶覺，這你是知道的，一聽到你的談論，才忘了睡覺。你想讓我早起，可經常早點兒進來。」改任他為太子家令。後來又作司徒右長史、黃門侍郎。當時竟陵王蕭子良招納賢士，沈約和蘭陵蕭琛、琅王牙王融、東郡謝月兆、南鄉范雲、樂安任日方等都在此交遊，蕭子良也被當世人稱譽為善於納賢。
隆昌元年(494)，被任為吏部郎，外出作東陽太守。齊明帝即位，徵召他作五兵尚書，改作國子祭酒。明帝死，政權落在宰輔大臣手裡，尚書令徐孝嗣讓沈約撰寫遺詔。永元年間，又重作司徒左長史，進號為征虜將軍、南清河太守。
當初，梁武帝也在竟陵王西邸，與沈約有舊交。梁武帝平定建康後，委任他為驃騎司馬。當時梁武帝已經成就了功業，天下歸心。沈約曾問他下一步打算，武帝默然不答。他日又進言說：「現今和古時候不一樣，不能用淳樸之風感化天下，士大夫們之所以來攀龍附鳳，都是希望立下尺寸之功，來謀取盎貴。如今連小孩子和最愚昧的人都知道齊朝氣數已盡，況且有天像人事顯示了改朝換代的徵兆，永元以來，這些徵候更加顯著。有讖語說，『行中水，作天子』。這都記得清清楚楚。天意不可違背，人心不可喪失。」武帝答應說：「我正在考慮。」沈約說：「明公當初在樊城、沔水起兵時，應該考慮這問題，今日已成就了帝王基業，還考慮什麼呢！從前武王伐紂，剛入商地人們便稱他我們的君主。武王不違背民意，沒有再考慮什麼。明公自到京都，已經季節代換，和周武王相比，遲速已有不同。若不早定大業，符合天人之望，倘使一人做出其他舉動，便要損壞你的威德。況且人非金石，難免有旦夕禍福，怎麼能像建安年間的曹孟德，把受禪這事留給子孫呢？如果荊州剛立的天子返回建康，公卿各就其位，則君臣名分已定，就再不能有其他打算了。那時候在上的君主聖明，在下的臣子忠貞，哪裡還會有人肯和你一起謀反為賊呢？」武帝同意了他的話。沈約出來後，武帝又召見范雲說起這件事，范雲的回答和沈約的意思大致相同。武帝說：「智者的見解竟如此不謀而合，你明天早上和休文一塊兒再來。」范雲出來告訴沈約，沈約說：「先生一定等我。」范雲答應了。然而第二天沈約卻一個人先入內見武帝，武帝命他草擬篡位的文書，他就從懷裡拿出已寫好的詔書和諸官人選名單，武帝連一點兒也沒有改動。不一會兒范雲來到，在殿門外不能進來，徘徊在壽光閣外，無可奈何地「咄咄」連聲。沈約出來，范雲問他：「事情怎麼辦了？」沈約向左拱手示意，范雲笑道：「沒有違背我們的願望。」一會兒，武帝召見范雲說：「平時和沈休文相處，也沒有覺得他有什麼與眾不同，如今竟是這樣才智縱橫，可真稱得上明達卓識。」范雲說：「明公今日才瞭解沈約，如同沈約今日才瞭解明公。」武帝慨歎說：「我起兵至今三年了，臣僚將士們都確有功勞，然而助我成帝業的只有你們二人啊！」
武帝受封梁王后，沈約任他的散騎常侍、吏部尚書，兼右僕射。
武帝受禪稱帝后，委任他為尚書僕射，封建昌縣侯。又拜他母親謝氏為建昌國太夫人。受封那天，吏部尚書范雲等二十多人都來拜賀。朝野上下都認為他無比榮耀。不久又陞遷為左僕射。天監二年(503)，他母親去世，武帝車駕親臨弔唁，因為沈約年邁，不宜過於悲痛損壞身體，武帝派遣中書舍人在沈約家門外阻擋客人並勸他節哀。起任沈約為鎮軍將軍、丹陽尹，設置佐史。服喪期滿後，又陞遷為侍中、右光祿大夫，兼任太子詹事，奏聞尚書八條事。又升任尚書令，屢次上表辭讓，改任他左僕射，兼任中書令。不久還是陞遷為尚書令，兼任太子少傅。天監九年(510)，調任左光祿大夫。
起初，沈約久任尚書省長官，便嚮往三公之位，朝中輿論也都認為他應居此位。但武帝始終不給他，於是他要求出外任職，又得不到准許。他和徐勉平時關係好，於是就給徐勉寫信陳述自己的心情，說自己年老多病，「過百十天，就要瘦得緊一緊皮腰帶上的洞眼；用手握臂，大致每月就會細上半分」。想辭去官職，回家領退休金。徐勉替他向武帝進言，請求賜給他三公儀仗，武帝不同意，只是賜給他鼓吹一部而已。
沈約生性不飲酒，很少嗜好，雖受朝廷隆重待遇，但生活卻節儉樸素。他在東田建了一處房舍，在這裡觀覽郊野，曾作《郊居賦》來抒發情懷。不久又加封特進，改任中軍將軍、丹陽尹，侍中、特進職銜不變。天監十二年(513)死在任上，享年七十三歲，謚為「隱」。
沈約左眼有兩個瞳人，腰上有紫痣，聰明過人，喜讀典籍，收藏書籍達二萬卷，京都無人比得上。少年時孤苦貧困，他曾向親族乞討到數百斛米，被一個親戚侮辱，他把米倒在地上就走。等到富貴以後，並不把這記在心上，而起用這人作了郡部傳。沈約曾陪武帝飲宴，樂班裡有個妓女的樂師是齊朝文惠太子蕭長懋的宮女，武帝問她認識座中的哪個客人，回答說：「只認識沈家令。」沈約不禁伏地流淚，武帝也感到悲哀，因此不再飲酒。沈約歷任三朝，熟悉舊時典章制度，見聞廣博，朝廷要制定什麼制度都要取法他的意見。謝玄暉善於寫詩，任彥升擅長文章，沈約兼有兩項專長，但都超不過他們。他自負才高，迷戀功名利祿，憑借時勢謀取權利，頗為議論褒貶。等到任尚書省長官後，才逐漸有些收斂，每次陞官，總是懇請辭讓，但又始終不能放棄那職位，輿論把他比作山濤。當政十多年，未曾薦舉過什麼人，對於國政的得失，從未有何補益，只是惟命是從而已。
起初，武帝和左僕射張稷有舊怨，等張稷死後，武帝和沈約說起這事。沈約說：「左僕射已被打發出去作邊境地區的州刺史，過去的事，何必再說呢。」武帝認為這是出於婚姻關係的袒護行為，對沈約發怒說：「你說這種話，像個忠臣嗎！」於是上輦回了內殿。沈約嚇壞了，竟然沒有發現武帝已經起身走了，還仍舊端坐不敢動。等回到家，沒走到床前，就憑空跌坐在門邊，於是就生了病。夢見齊和帝用劍割斷他的舌頭，叫一個巫來看病，巫所說的病因和他所夢的相同。於是叫一個道士給天上一道赤色奏章，聲稱禪代齊朝的事，並不是自己的主意。在這以前，沈約曾陪武帝飲宴，碰上豫州獻來栗子，有一寸半大小，武帝覺得新奇，問起來關於栗子的典故有多少，與沈約各自敘說自己所能記起來的典故，沈約比武帝少了三條。沈約出來後對別人說：「這老頭兒愛面子，要是不讓他他會羞死。」武帝因為他出言不遜，想治他的罪，徐勉一再勸諫才罷休。他這次病時，武帝派遣主書黃穆之專門負責探視，穆之晚上回去，沒能及時奏報，害怕獲罪，私下把沈約請道士奏赤章的事讓皇帝派來探病的醫生徐奘奏報了武帝。又加上前邊的過失，武帝大怒，幾次派人去責備他，沈約驚嚇而死。有關部門謚為「文」，武帝說：「懷有別的心思不表露出來應該叫隱。」因此改為「隱」。
沈約年少時曾感到晉朝一代竟沒有一本完整的史書，因此二十來歲時，便有撰寫晉史的打算。宋泰始初年，征西將軍蔡興宗代他啟奏皇上，宋明帝有旨准許他。從那時起過了二十多年，他的著述方才完成，共有一百多卷。條例線索雖然齊備，但史實採集尚不周全。齊永明初年遇上盜賊，丟失了第五部。又在齊建元四年(482)受命撰寫本朝史，永明二年(484)又兼任著作郎，為皇帝編寫起居注。五年春天又奉命撰寫《宋書》，六年二月寫成，拜表進上。他所編寫的國史就是《齊紀》二十卷。梁天監年間，又撰寫《梁武紀》十四卷，又撰寫《邇言》十卷，《謚例》十卷，《文章志》三十卷，文集一百卷，都在世上流行。又撰寫過《四聲譜》，認為：「以前的詩人積千年都沒有人悟出來，而如今只有我得於心中，窮盡其神妙的旨趣。」自以為是達到了神妙境界的創作。武帝對此不感興趣，曾經問周捨：「什麼叫四聲？」周捨回答：「『天子聖哲』，四字就是四聲。」但武帝到底還是不怎麼遵用沈約的四聲規則。