1985年，沈南鹏成为上海交通大学首届（85级）免试直升的试点班学生。
1989年，毕业并获得上海交通大学学士学位。
1989年到美国学习，先在哥伦比亚大学数学系，后报考了耶鲁大学的商学院，1992年在耶鲁取得硕士学位。
1992年耶鲁大学硕士毕业后，沈南鹏进入花旗银行美国工作。
1994年，沈南鹏回国加入雷曼兄弟亚洲公司，负责在公司中国的投资银行项目。
1996年至1999年，沈南鹏任德意志银行的董事兼中国资本市场主管，负责中国的债务资本市场。
2003和2004年，沈南鹏以个人身份成为易居中国和分众传媒的天使投资人和董事。
2009年12月，沈南鹏领导的红杉资本帮助曹国伟为首的管理层完成了中国第一门户新浪网的控股收购。
2015年10月，“你们改变世界”红杉十周年庆典上发表主题演讲。
2005年起，沈南鹏为高中母校上海市第二中学资助为期20年的“务本奖学金”。
2009年5月，沈南鹏为母校上海交通大学捐资设立了“红杉遐安”冠名讲席教授基金、致远学院杰出学生奖学金，并资助上海交大和耶鲁大学之间的暑期交换计划。
2010年，沈南鹏投资中国扶贫基金会旗下的中和农信。中和农信致力解决贫困农户贷款难的问题，并于2017年获得中国社会企业投资论坛授予的最高荣誉“年度社会企业”大奖。
自2012年起，沈南鹏每年向公益项目“美丽中国”捐赠数百万费用，以此支持教育资源缺乏地区的教育事业。
2014年沈南鹏创立“耶鲁北京中心”，该笔捐赠创下耶鲁中国校友史上最大的单笔捐赠。这是耶鲁大学历史上首次创立此类中心。该中心充分体现了耶鲁大学作为一个全球性研究型大学的丰富资源以及与中国深厚的历史关系。
2015年1月，沈南鹏与施一公等著名科学家、企业家共同发起未来论坛，设立未来科学大奖，该奖项是中国大陆第一个私人资助、非营利性的科学奖项，也是第一个由大陆企业家捐资设立的科学大奖。
2015年11月，红杉资本中国基金与全球领先医疗科技公司美敦力合作，共同出资建立“美敦力-红杉中国医疗科技早期创新投资基金”，主要致力于投资有潜力的医疗科技领域初创企业。
2015 年11月，在巴黎气候高峰会议揭幕期间，沈南鹏与比尔·盖茨、马云、扎克伯格等28 位商界领袖共同发起成立了“突破能源联盟”（Breakthrough Energy Coalition），致力于在未来5 年投入更多资源来解决气候变化和清洁能源问题。
2016年4月，沈南鹏向上海交大医学院捐资设立“医学研究基金”，支持转化医学领域的研究。
2017年，沈南鹏发起捐赠的“耶鲁大学中国情商基金会”成立。该基金会聚焦中国儿童情商教育，帮助教育工作者将情绪智力纳入3至6岁儿童的教育计划，让中国儿童更早地接受到情商方面的系统教育。
2018年3月，沈南鹏作为风险投资行业唯一的全国政协委员参加2018全国两会，并带来了关于更好推动粤港澳大湾区创业创新与人才合作发展、大力扶持国内创业企业成长发展等提案。
2018年4月，红杉中国为上海交通大学捐资设立“红杉-交大ACM班教育基金奖学金”，旨在促进高校前沿科学研究，培养更多有高远追求的科学家，不断在计算机科学领域做出原创性、突破性的贡献。
沈南鹏在1999年5月成立、10月正式开通携程旅行网。在1999年底之前，沈南鹏只负责公司宏观框架，但是到了年底，沈南鹏正式离开投资银行界、专注于创业携程旅行网，担任总裁兼首席财务官。
2005年，沈南鹏和红杉资本共同创办红杉资本中国基金。作为“创业者背后的创业者”，红杉资本中国基金专注于科技/传媒、医疗健康、消费品/服务、工业科技四个方向的投资机遇。
（获奖）
他是投资界的明星，在这个圈子里，投资一个成功案例就算非常不错了，有两个的话已经非常了不起，3个以上的几乎是屈指可数。
沈南鹏是一个饥饿的人，他看到项目就像闻到了血腥味的狼一样，或者像鲨鱼闻到血腥味一样，他听到一点风声他就会去拼抢，会去追踪，是一个非常积极的人。（周鸿祎评）
沈南鹏作为红杉资本中国基金创始及执行合伙人已跻身于最成功亚洲投资人之列，常出现在各类本土投资人排行榜榜首，甚至有人将红杉中国称为BAT之外暗中搅动格局的第四股资本力量。（《中国企业家》评）
红杉在沈南鹏的带领下，在这过去十年取得的成就，他能够改变的不只是一个行业，而是各行各业，尤其是高新技术行业，对于推动整个社会的创新起了巨大的作用。（梁建章评）