2003年12月26日出道至今，在韩国组合东方神起中担任主唱。2010年，作为平面模特在日本平面时尚界初露头角。同年，在《雅典娜：战争女神》中参与出演崔太贤一角。2011年，主演浪漫爱情喜剧《天堂牧场》，饰演韩东株。
2012年，在日本犯罪悬疑电影《拥抱黄金飞翔》中饰演桃子，并获得第36届日本电影金像奖新人演员奖，第67回日本放送映画艺术大赏新人奖，及第22回日本映画批评家大赏最佳新人赏。2013年，参与主持韩国综艺节目《月光王子》和《我们小区艺体能》，获第12届韩国KBS演艺大赏最佳艺人奖。
2014年，在爱情悬疑短剧《美美》中饰演韩珉宇。2015年1月，在全息影像音乐剧《SchoolOZ》中饰演Oscar一角；7月，在MBC水木剧《夜行书生》中饰演王世孙李允；11月，沈昌珉发行了首张个人日文迷你SOLO专辑《CloseToYou》。
