宣统二年(1910)，沈云沛改任吏部右侍郎，掌管全国文官的挑选、考察、任免、升降、调动及封勋等政务，无不重视尊重人才、广纳贤才。

光绪二十年（1894年），甲午战争爆发后，为加强江苏沿海一带海防，两江总督张之洞奏派沈云沛回海州办理团练。

光绪二十一年（1895年），中日《马关条约》签订，团练解散，朝野上下纷纷呼吁“设厂自救”、“振兴实业”，张謇、沈云沛各自在家乡兴办实业。

同年，沈云沛来访通州海门，张謇在日记中曾有记载：“雨辰自乙未至我家，观我蔬圃，感而为此，而大乃百倍之”。沈云沛在南通拜访并住了很久，受到启发，回程后在海州创设了种植试验场、果木试验场、海州面粉厂、肥皂厂、云台茶叶树艺公司等几家企业。

光绪二十四年（1898年）沈云沛等集资成立树艺公司开发云台山，并向社会集股，在上海、苏州等地设立了分支机构，共集得3000股，银30万元。“树艺公司”成为江苏的最早以股份制形式建立的农业企业。

光绪三十一年（1905年），沈云沛与董才卿商讨兴办工商业同时，讨论开发沿海荒滩取得共识，并进行了相关准备工作。沈云沛及赣榆绅士许鼎霖共同邀请张謇来海州考察，帮主他们改定了“海赣垦牧公司呈稿”，经由与许鼎林联合上书，皇上俯赐照准后，沈、许共同筹聚资金42万元，先后在海州、赣榆两地联办“海赣垦牧公司”，借助通海垦牧公司经验开发滩涂垦牧，先后兴办了海州面粉公司和赣丰机器油饼厂。至此，通海、海赣两大垦牧公司开了苏北沿海垦殖先河。

光绪三十一年（1905年），张謇来海州考察期间，在沈、许的陪同下游览了云台山，考察了沈创办的洪门果圃、树艺公司，张謇本精通树艺，对洪门果圃大加赞赏，而对树艺公司则看出了问题：“树艺公司始事者徐绍垣、欧阳炳。欧以官场手法办此事，以湖南物产例此地，于海州风俗全无理会，其始贪种茶，茶亦湖南种，而不种松，茶死于寒冻弊之八九。他所规划率缪，宜所败矣。”张謇的意见被许、沈等重视，数年后树艺公司开垦种植，渐著成效。

光绪三十一年（1905年10月间），张謇、沈云沛及其数十名江浙绅士为争取苏路、浙路商办两次上书两江总督周馥和北京的商部，1906年2月，商部章京阮惟和首次提议建开（封）海（州）铁路，得到众多苏籍官绅的支持，4月，苏籍官绅256人共同呈请清廷允许苏路商办，获准后成立了商办江苏铁路公司，选王清穆为总理，张謇为助理。

光绪三十二年（1906年），沈云沛应召赴京，先后出任农工商部参议、右丞、右侍郎。

光绪三十四年（1908年2月），从农工商部调邮传部，署理右侍郎。6月，张謇请辞苏省铁路公司协理职务。虽然此时邮传部与苏浙铁路公司绅商间矛盾重重，但沈云沛也积极推动北线工程，并将“海州为终点”变成官方意见。陇海铁路东段修到了海州洪门，成为海州经济史上一个划时代的大事件。从此，海州再也不是海边小城，而是横贯中国东西交通大动脉上的一个新起点。奠定了连云港日后成为“新亚欧大陆桥东方桥头堡”的地位。

民国二年（1913年）1月13日筹办浦信铁路事宜，11月25日任浦信铁路事宜督办。

民国四年（1915年）9月，与周家彦、马安良等请愿改变国体；梁士诒等组织“变更国体全国请愿联合会”，以沈云沛为会长，向参政院总请愿，反对召集国民会议解决国体。12月22日任参政院参政。

民国七年（1918年），海州锦屏山南麓酒店庄发现赤铁矿，沈云沛联合地方地主创办了锦屏公司开发铁矿，公司经理为沈云沛长子沈蕃，驻军师长白宝山也参与其中。由于该矿锰铁贮量少、品位低，刚刚起步的锦屏公司进退维谷。幸运的是，一次，一位叫于庭华的矿工在生火取暖时意外发现火中有绿色火光，后经公司总经理沈蕃到当时的国家农商部工业化验所化验，确定此地有品位很高的磷灰石于是，1920年沈蕃等人正式成立“锦屏矿务有限公司”，改开磷灰石矿。成为中国历史上第一家开采磷矿石的公司。（1949年锦屏磷矿被国家列为“一五”计划期间156项重点建设工程之一。该矿是新中国成立后建设的第一个大型磷矿企业，为全国其他磷矿建设提供了大量的科技人才。被称为“中国化学矿山的摇篮”。）

民国七年1918年8月12日在天津逝世，1919年10月在海州锦屏山安葬。

沈云沛图志兴邦、实业救国，是中国近代不可多得的实业家。百年前的晚清，处中国三千年来未有之大变局时期。一场鸦片战争，虚弱的本质暴露无遗。沈云沛身处这一历史时期，提出“谋实业以培天下元气”，以开办实业为匡世救民，毕生致力于实业救国，在中国政治、经济舞台上扮演了一个不可或缺的重要角色。从时间、规模及发展历程上看，沈云沛实业救国大致分三个阶段：

第一阶段是同治十二年（1873）至光绪二十年（1894），为在海州“小试其端”的初始阶段。这期间长达21年，也是沈云沛中举到考取进士的21年。在这漫长的过程中，是其在探索、调研、规划、筹备的基础上，改革沈氏原有经济结构、进行码头基础建设、兴建甡茂船队、建立当铺、蓄势待发的21年。这一阶段沈云沛的投资处于当时全国最前列。

第二阶段是光绪二十一年（1895）至光绪三十二年（1905），为沈云沛实业投资高潮与发展的阶段，也是其实业之路的重要阶段。这一阶段的主要举措是加强和完善初期阶段的实体运作，实施具有全国示范意义的大规模农工实业投资，如鸿门果木、海州种植实验场、锦屏山溥利和云台山茶叶树艺公司、硝皮厂、临洪油饼厂、海赣垦牧公司等。并根据海州地域民情开办小型多样的实业与商业网点等。

第三阶段是光绪三十三年（1906）至民国5年（1916），这个阶段沈云沛在朝廷中枢机构身居要职，是其擘划和运作全国实业的阶段。光绪三十三年，沈云沛被清廷任命为农工商部右侍郎，专门经营推广实业经济。同年，又以充会办商务大臣的身份改任邮传部右侍郎。后历任署理邮传部尚书、津浦路会办大臣。这当中，在全国的层面上，筹谋全国垦荒种植，推广农业试验，。虽然这一时期是清末民初的乱象时期，但身染成疴的沈云沛在无奈和失望之中，仍以其开办实业振兴国家之心，谋划全局，整合社会资源，其中包括上层官僚阶层和海属地区的社会资源整合，成为晚清民初居全国最前列的实业巨子，被誉为“筚路蓝缕，开启山林”、“中国商界之嚆矢”，与南通张謇、赣榆许鼎霖并称苏北三大实业家。1916年，鉴于沈云沛对国家的重大贡献，民国政府授予他最高勋章，大绶一等嘉禾章。

他从改革农业与地产入手，为实业投资积累巨额资金，创立“犁户制”，打下了坚实的经济基础；力主兴建船队与码头，开水路运输之先河；率先在全国购置火轮，开展全国性贸易。开办当铺，首倡建立果木种植企业，后期又开办了一批织布厂、榨油厂、农事试验厂，参与组织“中国实业会”及各种商会，为了实业发展奔走呼号，付出了一生的精力。

沈云沛是实业救国的典范。一生致力于实业救国，为当时全国排名第二的实业巨子。曾在全国率先进行农牧种植试验，兴办海州种植试验场，引进试种湖桑、蓝靛、棉花等，开创了中国农业种植的先河。

1918年，在海州锦屏山南发现有铁矿，沈云沛与人合股在锦屏山南侧创办“锦屏公司”，开采锰铁矿。公司经理为沈云沛长子沈蕃，驻军师长白宝山也参与其中。

由于锰铁储量少，品位低，刚刚起步的公司就停办。但就在这年冬天，一位矿工在生火取暖时发现有绿色火光，仔细观察判断为山土燃烧所致，便向上司报告。沈蕃当即派人把样品送到京城化验，最后确定锦屏山有品位很高的磷灰石，磷含量甚至高达38%。经过努力，沈蕃于1920年前后正式成立锦屏矿物有限公司，成为中国历史上第一家开采磷矿石的公司。

新中国建国后，锦屏磷矿被国家列为“一五”计划期间156项重点建设工程之一。该矿成为新中国成立后建设的第一个大型磷矿企业。之后的40年来，锦屏磷矿不仅为全国兄弟矿山培训了4000多名业务干部和技术工人，而且还陆续支援兄弟矿山各种人才1175名。这些人才遍及全国15个省市，成为发展我国化学矿山的一批骨干力量。

锦屏磷矿也援建了全国所有的化学矿山，被称为“中国化学矿山的摇篮”。为了更好地开发磷矿和培养建设人才，1958年以后，国家化工部又在这里建立了矿校；“文革”后成立矿业工人大学，1980年5月成立连云港化学矿业专科学校。（即连云港化工高等专科学校，2002年8月并入淮海工学院）。

沈云沛一生求学、重视教育，堪当中国近代的教育家。同治十三年（1874）、光绪二年（1876）、光绪六年（1880）先后三次赴京会试报考进士均名落孙山，但沈云沛谨遵家训禁止捐纳，当以正途进身取士，矢志奋发，并与其父商谋在海属（即今之海、赣、沭、灌地区）大力开办义学，决定将南云台山沈家肥沃的一千亩学田捐出充公，并倡议士绅豪富捐纳田地办义学，解决一些贫穷子弟就学，增广名额，逐步改变海属教育落后现象，受到了海属各阶层人士普遍赞誉。

光绪五年（1879），沈云沛于锦屏山沈氏祠堂设立的沈氏教董书院，沈氏子弟及亲友近邻可入学，其学费、教员支出由书院学田支付，学子享受优厚待遇，书院聘请海属学有专长的举子、名流来此教授或讲学，沈云沛亲书“鸿角香庐”。

光绪二十年（1894），至第三次落选后，又历经十余年之努力，其间“十拒省符”，弃任知县而宦游，沈云沛于甲午恩科会试中进士，钦点翰林院庶吉士，实现了正途进身之夙愿。同年衣锦还乡，回海州掌教于郁洲书院，次年又办团练。

光绪三十一年（1905）科举废除，次年，海州官立中学堂开办，沈云沛被聘为海州中学的首任校长（堂长），使旧式的“石室书院”成为中国第一批“中学为体，西学为用”的新式学校，这是当时江苏省31所中学堂里，是海属地区的，一所官立中学堂。

1914年7月，海州官立中学堂改组建为江苏省立第十一中学。1928年2月，江苏省立第十一中学兼办江苏省立第八师范，学校更名东海中学，1956年更名为江苏省海州师范学校。该校在一百多年的办学历程中，为国家输送了大批人才，两万余名校友遍布海内外。是海属地区的百年名校，孕育四方桃李，为地区的教育事业做出了巨大的贡献，当前，连云港地区很多学校的领导和骨干教师都是出自该校。

1928年，该校诞生了中国共产党海属地区第一个党支部，学校和党组织共同培育了一大批革命家。

1928年2月，该校开设附属实验小学。1959年6月更名江苏省海州师范学校附属小学，成为今连云港师专二附小的前身。

1953年7月2日，新海连市政府决定，该校初中部与师范部分离，初中部所有班级划出，单独立校，成立新海连市初级中学，成为今江苏省海州高级中学与连云港市海州实验中学的前身。

1977年9月，在该校教师进修部的基础上，成立连云港市教师进修学校，1980年3月改为连云港市教师进修学院，成为连云港教育学院的前身。1979年8月，新浦区站南中学成为连云港市教师进修学校附属中学。后更名为连云港教育学院附属中学、连云港市第八中学（老八中），成为连云港师专附属中学的前身。2000年，经连云港市政府同意，依托连云港教育学院附属中学，成立市外国语学校，成为今连云港外国语学校的前身。

1985年5月，依托该校教师资源，筹建江苏省连云港师范学校，9月招生。1988年，江苏省连云港师范学校在站南小学、龙河小学的基础上成立连云港师范学校附属小学，成为今连云港师专一附小的前身。1998年7月，连云港师范学校附属小学兼并刘艞小学，成立连云港师范学校附属小学东校区，成为连云港市师范高等专科学校第三附属小学的前身。

1998年经江苏省人民政府批准，该校与江苏省连云港师范学校和连云港教育学院三校合并，筹建连云港师范专科学校。2000年教育部正式批准成立连云港师范高等专科学校。

作品：《袁母刘太夫人墓表》

沈云沛长子沈七沈葵，字伯阳，娶海州杨氏为妻，生一子东生、一女采清。

沈东生，又名沈明、字初明，沈云沛长孙。娶常州杨氏为妻生二子一女：长子孝先、次子孝鸿，女孝璐。杨氏逝后，续弦刘兆兰生一女孝瑜。

东生长子沈孝先，沈云沛长曾孙，娶灌云县伊山镇孙婉为妻，生二女一子：长女世庄、次女世和，子世启。

东生次子沈孝鸿，又名沈立，沈云沛次曾孙，娶海州杨石君为妻，生三子一女。长子世亮，次子世庆，三子世建，女晓燕。这是沈云沛家族嫡系后裔目前惟一生活在连云港的一房。