沈括,字存中,钱塘人,因为父荫得官为沭阳主簿。沭阳县靠着沭水,是职方氏所写的“水泽叫沂水、沭水”的地方。早先的河道漫衍为停滞不流的污泽,沈括重新修筑二堤,疏浚水流为一百条水渠九个水坝,用来分导和节制沭水的主流和支流,得到上等好田七千顷。

考中进士后,沈括被派去编集校对昭文馆的书籍,担任馆阁校勘,删定三司条例。按照惯例,皇帝每三年一次往圜丘祭祀天地的礼仪,是由有关机构按照典籍记载安排进行,他们把副本收藏起来,吏员往往借着举行祭祀仪式而谋取私利。祭坛下张设帐幕,在距离皇城数里的地方修建园林,竖立起五彩的木头,把雕刻好的飞鸟走兽绵延不断地放置在林木之间。将要举行祭祀的前夕,皇帝亲自前来观赏,登上端门,陈列仪仗卫队以检阅他们的威严警戒,游览赏玩,这些都不是斋戒祭祀时所应有的现象、皇帝使用的一个器物,就需要六七十名工匠制作。沈括考察了南郊大礼的历史沿革,撰写了一本书叫《南郊式》,于是皇帝降诏命令他掌管郊祀的事务,按照新礼仪办事,所节省的费用数以万计,神宗十分满意。

升任太子中允、检正中书刑房、提举司天监,当时的日官都是庸庸碌碌的人,对于天文现象、天体图象及天文仪器,几乎全然不知。沈括开始设置浑仪、景表、五壶浮漏,召请卫朴修造新的历法,向全国各地征集太史用的观测天象的书籍,在司天监里参杂使用读书人,把方技科分为五项,这些办法后来都被采用施行。加官为史馆检讨。

淮南发生饥荒,朝廷派遣沈括前去巡察。他发放常平仓的钱和粮食,疏通河渠,修治荒废的农田,以此来消除水灾造成的破坏。升任集贤校理,巡察两浙地区的农田水利情况,升任太常丞、同修起居注。当时朝廷大规模地登记民间车辆,人们不了解朝廷的用意,都引以为忧;市易司又担忧四川禁止不了私贩井盐,打算把四川的私井全部填实封住而运解池的盐去供应。上书议论这两件事的奏疏多得像织机上的纱线,但神宗都不予理睬。沈括侍立在神宗身边,神宗回头看看他说:“你知道征集车辆的事吗?”沈括回答说“:我知道这件事。”神宗说“:这事怎么样?”沈括回答说“:请问征集车辆打算做什么用?”神宗说“:北方的辽军用马来取胜,没有车是不足以抵挡他们的。”沈括说:“车战的好处,在历代都可以看到。但是古人所说的兵车是轻车,五匹马拉车折冲旋转,有利于快速行军。如今民间的载重车笨重庞大,每天走不了三十里路,因此人们把它叫作太平车,只能够在太平的日子用用罢了。”神宗高兴地说:“别人都没有说到这些话,我要好好考虑。”于是又问他川盐的事,沈括回答说:“把所有的私井都填塞封掉而运去解池的盐,使盐全部都由官府发售,固然好。但是忠州、万州、戎州、泸州一带少数民族地区的小盐井很多,不可能一下子禁绝,势必要在这个地区加强警戒,这样的话我怕所得不足以偿所费。”神宗点头同意。第二天,这二件事都停止实施了。提升为知制诰,兼管通进、银台司,沈括从任太子中允到知制诰才三个月的时间。

任河北西路察访使。以前的惯例,凡有银冶之处,转运使就设置官员收取银冶的息钱。沈括说“:靠近宝藏就会使国家贫穷,这是必然的事;靠近宝藏的人多了,那么窝藏的奸伪之徒怎样检查出来呢?朝廷每年送给契丹数十万两银子,因为它不是北方所有的东西,所以他们看重它而认为获得它是有利的。过去的银城县、银坊城都已被他们侵占,假如使他们知道开凿矿山的好处,那么中国的岁币更加要被他们看轻了,还有什么东西可以每年送给他们,边境争端将要从这里开始了。”

当时朝廷要京城附近地区的百姓每户出马充作赋税以保卫边境,百姓把这当作灾难。沈括说“:北方地区马多而且人们熟悉骑马作战,好比是中国擅长强弩。如今舍弃我们擅长的技艺,勉强去做不擅长的事,怎么能够取得胜利。”另外边境地区的人练习打仗,只以拉开弓的强度来确定高下,但未必能射穿皮革,沈括说应该以射出远近的距离和射入硬物的程度作为考核的标准。沈括提出类似的意见三十一件,皇帝降诏都同意实行。

辽国的萧禧来处理河东黄嵬一带地界分划的问题,留在馆舍不肯辞去,说:“我一定要达到目的才能返回。”神宗派遣沈括出使辽国。沈括到枢密院查阅以前的档案文件,查找到当年商定边境的文件,文件指定以古代的长城作为边界,而现在所争的地方与长城相距三十里远,于是上表阐明了这件事。神宗在休假日打开天章阁召见沈括答对,高兴地说“:大臣们根本不去探究事情的原委,差一点误了国家大事。”神宗命令把地图拿给萧禧看,萧禧这才感到理屈。神宗赐给沈括白金一千两,让他出使辽国。他到了契丹宫廷,契丹宰相杨益戒来同他面议。沈括找到争论地界的各种书信档案数十件,预先让幕僚和吏员背熟它,杨益戒有问题提出,沈括就回头让吏员列举所得档案回答。另一天再问,还是同样回答。杨益戒无言可对,傲慢地说:“几里土地都不忍心,难道忍心轻率地断绝友好关系吗?”沈括回答说“:军队以正义为强大,以理屈为衰弱。现在你们北朝抛弃你们以前皇帝的重大信誓,用暴力役使人民,这对我们南朝没有什么不利。”总共会谈了六次,契丹知道沈括不会屈服,于是丢开黄嵬不谈而只要求将天池地区划归他们。于是沈括起程回国,他在路上画下沿途山川的险峻平缓迂回顺直,风俗的纯朴和复杂,人情的向背,撰修成《使契丹图抄》一书献给朝廷。朝廷任命他为翰林学士、权三司使。

沈括曾经到丞相府汇报事情,吴充问他说“:自从免役令颁布以后,百姓对它的诋毁攻击至今没有减少。免役法究竟对百姓怎么样?”沈括说“:认为不方便的,只是士大夫和城市中习惯于免除服役的人,这不必顾虑。只是有些贫穷寒微人家本来规定不服力役的,现在也要他们出钱,那是应该考虑的。如果对这些人全部放宽,完全不收他们的钱,就好了。”吴充认为他说得对,上表朝廷施行了这项建议。

蔡确抨击沈括对免役法的言行前后反复不同,暗中妨害司农法,沈括以集贤院学士出任宣州知州。第二年,复职龙图阁待制、知审官院,又被派遣出任青州知州,还没有去上任,改任延州知州。到了延州,沈括以朝廷额外赐给的钱买来酒,命令街市百姓中清白人家的子弟比赛骑马射箭以分高下。有超群出众才能的人,沈括亲自起身酌酒慰劳他,边境上的百姓欢悦激动,拿着弓箭,唯恐不能参加比赛。过了一年,沈括挑选到能射穿箭靶、飞身上车的人一千多名,都补充到中军做志愿兵,因此延州军队的声威超过了其他州府。由于副总管种谔讨伐西夏攻下银州、宥州有功,沈括加官为龙图阁学士。朝廷派出守卫京城的禁军到边境驻防,两次赏赐他们也没有赏赐地方军队。沈括认为京城的卫兵虽然重要,但是没有一年不战斗的军队则是地方守军。如果像现在这样赏赐不均,会引起变乱。于是藏起敕书,假托朝廷命令赐给地方军队钱几万缗,并通过驿站上报朝廷。神宗降诏答复他说“:这是枢密院颁布赏赐时的失误。如果不是你看到事情的要害,必然会扰乱军政。”从此以后,事情来不及请示报告的,沈括都可以自己作主处理。少数民族和汉族将士从皇城使以下的官职,允许沈括以朝廷的名义补授。

种谔军队来到五原,正遇下大雪,粮饷没有及时运到,殿直刘归仁率领部下向南奔逃,士兵三万多人都溃散入塞,当地居民十分恐慌。沈括出城在东郊用酒食接待回来的河东军队,得到逃回来的士兵几千人,问他们说:“副都总管派你们回来取粮食,为首的人是谁呢?”士兵回答说“:在后面。”沈括便命令他们各回兵营去。到了晚上,又到了八百人,不到十天,溃散的士兵全部回来了。沈括出去巡察部队,刘归仁来见,沈括说“:你回来取粮食,为什么不拿军符?”刘归仁无言以对,沈括将他斩首示众。过了几天,神宗派内侍刘惟简来查问叛乱的人,沈括把处理的情况报告了朝廷。

大将景思谊、曲珍攻克西夏的磨崖、葭芦、浮图城,沈括建议修筑石堡城来对付西夏,但是给事中徐禧来到,他要先修建永乐城。皇帝降诏要徐禧总领将领们前去筑城,命令沈括把他的帅府移到边界,以便接济军用物资和救援。不久徐禧失败战死,沈括因为西夏军队袭击绥德,而先去援救绥德,不能去援救永乐城,因而被贬为筠州团练副使。元..初年,改任秀州团练副使,接着任光禄少卿分司,在润州居住八年后去世,终年六十五岁。

沈括学识广博,善于写文章,对于天文、方志、律历、音乐、医药、卜算,没有不通晓的,都有著作论述。他又把平时当宾客谈论的事记录下来编成《笔谈》一书,大多记载朝廷中的典故事实,故旧老臣的进退,流传于世。