2007年代表湖南大学参加中央台《高校版挑战主持人》。
2008年湖南娱乐频道星姐选举第一亚军、最上镜奖、健康体态奖。
2009年客串参演湖南卫视《丑女无敌》第二季（36-37集）；同年参加广东省大学生戏剧节，表演作品《萨勒姆女巫》。
2010年担任湖南娱乐频道《好女人》主持人；在《潇湘风尚大典》与汪涵共同担任主持人；同年担任《快乐男声》全国300强突围赛主持人。
2011年湖南娱乐频道《百姓春晚》主持人。
2012年湖南卫视《全力以赴》主持人。
2013年湖南卫视《我是歌手》歌手林志炫的经纪人；同年拍摄湖南旅游形象全国宣传片；4月12日，《我是歌手》第一季决赛在湖南卫视播出，帮帮唱环节林志炫萧敬腾激情演绎《Easy lover》，沈梦辰登台伴舞；6月7日参加年代秀，加入00年代并胜出；6月16日，沈梦辰与yoyo，李锐，张大大，田源等参加中央一套正大综艺《墙来了》，代表红队并胜出。2013年代班主持湖南卫视访谈节目《我的中国梦》之《黄磊的中国梦》。7月30日，参加黑龙江卫视《幸运电梯》录制，并担任主持人。8月，出任央视三套《开门大吉》嘉宾主持人。10月21日，参加深圳卫视《年代秀》录制。10月29日湖南台自制剧《把爱带回家》于武汉开机，沈梦辰参与主演。11月10日，客串参演由腾讯视频打造全球首部互动功用喜剧《高兴ELIFE》，客串扮演女店员。
2014年参演电影《这个大叔不太囧》是由河南华韵影视传媒有限公司出品，影片由中国香港导演胡储玺、编剧王珂，杜海涛、沈梦辰、范军担纲主演。7月，参演中国国内首部综艺古装剧《花样江湖》，并担任女主角。同年，参演电视剧《妻子的谎言》 。
2015年4月3日，担任《我是歌手》2015巅峰会主持人。参演偶像剧《我的奇妙男友》于4月21日在厦门开机，沈梦辰饰演的是当红女艺人容貌与家室都无可挑剔的完美小姐张萱萱。
