沈醉是湖南湘潭人。他是毛泽东主席的同乡，但比毛主席年轻21岁。沈醉的父亲很早就死了，由母亲抚养长大。沈醉母亲的名字很有诗意，叫做罗裙，是清末最著名的诗社南社成员，她以优秀的诗歌而一度声名远扬。沈醉的名字是母亲根据宋代女诗人李清照《如梦令》中的“常记溪亭日暮，沉醉不知归路”而取的。在以前，“沈”与“沉”是互通的。
18岁时，沈醉在其姐夫余乐醒的介绍下，加入了复兴社特务处，这便是军统的前身。沈醉28岁时晋升为少将，并赢得了戴笠的信任。在军统，他以年轻和资历著称，四大金刚和三剑客都有他一席之地。
沈醉先后担任军统总务处少将处长、国防部驻云南特派员、云南站站长、国防部驻云南特派员办公室主任、游击队司令。
沈醉一生最后悔的一件事是在在云南解放前夕，他愚蠢地执行了蒋介石的命令，把他的母亲、妻子和孩子送到了台湾。在登机前，母亲拒绝登机，但沈醉坚持把她带上了飞机。母亲一次又一次地打电话给他，含着泪水说：害怕死在异国他乡，不能魂归故土。然而，直到母亲死在台湾，沈醉也未能再相见一面，这是他一生的遗憾。
1949年12月9日，云南省主席卢汉将沈醉拘留，沈醉只得倒戈，帮助卢汉逮捕了昆明的大部分特务。
1960年11月28日，中华人民共和国中央人民政府公布了第二批特赦人员，其中就有沈醉的名字，他是前两批特赦人员中唯一的军统高官。在周恩来的安排下，他与杜聿明、宋希濂、王耀武、陈长捷、爱新觉罗·溥仪一起在中国政协文史资料委员会任职。
沈醉被赦免后，周恩来设宴相邀。晚餐时，周恩来对沈醉说：“共产党向来不计前嫌，你被赦免是为了党和人民的利益，所以我希望你将来能为人民做点好事。”
沈醉的后半生没有辜负周恩来的期望，他珍惜自己的新生活，努力读书和创作，用自己的经验教育后代。在此期间，沈醉撰写出版了《解放前夕军统在云南的活动》、《抗战前军统特务在上海的罪恶活动》、《我所知道的戴笠》、《中美合作所内幕》、《爱国将领卢汉》、《我这三十年》等历史著作。作为一名经验丰富的军事指挥特派员，他为我们所有人和子孙后代揭示了一个真实的军统世界，为历史研究工作者提供了宝贵的历史数据。
沈醉的前妻叫粟燕萍，湖南长沙人，她是沈醉在军统当教官时的一个学生，嫁给沈醉后育有一个儿子和五个女儿。由于国民党长期宣传沈醉已经去世，粟燕萍在台湾因生活困难被迫再婚。
1965年初春，沈醉与比他小10岁的杜雪洁结婚，他们结婚后很幸福。
1980年，经调查，确认沈醉签署了卢汉起义的电报，发表了起义广播，并亲自下达命令，将特务装备交所属的特务机关，并到指定地点报到。根据党的政策，沈醉的身份由战犯变为起义将领，享受副部级待遇，并连续当选为全国政协第五、六、七届委员。
沈醉拥有一身好武艺，通常他拿着一根拐杖，但根本不是用来辅助走路的，拐杖是他防身的武器。沈醉吃核桃从来不用锤子，用手一捏便碎了。
1996年3月18日，沈醉因肺癌在北京去世，享年82岁。
