2005年7月29日至31日，参加演出的歌剧《霍夫曼的故事》在北京保利剧院上演，该歌剧是法中文化年的压轴大戏，由法中两国艺术家共同演绎；8月5日，为纪念中国人民抗日战争胜利暨世界反法西斯战争胜利60周年，中国对外文化集团公司和中国歌剧舞剧院联合打造的革命历史题材的现代歌剧——《八女投江》在哈尔滨市青年宫上演，沈娜为该歌剧的主要演员。

2007年10月13日，由萧白、王健创作的歌剧《霸王别姬》亮相北京舞台，沈娜加盟了这台歌剧的演出，在其中饰演虞姬。

2008年1月，应中美文化国际交流基金会的邀请，《霸王别姬》分别在旧金山、洛杉矶、华盛顿、纽约、休斯敦和达拉斯等美国六个城市演出，沈娜饰演的虞姬获得美国媒体的高度赞誉；4月4日及6日，主演的中法合作歌剧《国王》在国家大剧院演出，在戏中饰演公主的妹妹罗泽娜一角；8月29至9月2日，由国家大剧院制作出品的歌剧《图兰多》在国家大剧院重新上演，演员选拔过程中，沈娜拔得头筹得以出演图兰朵一角，成为历史上最年轻的图兰朵饰演者，演出获得了巨大的成功；10月28日，《图兰朵》在埃及开罗歌剧院演出，埃及国家电视台进行了现场直播。

2009年7月，沈娜在美国前总统克林顿出席的全球智库峰会演出；10月，参加德国纽伦堡名歌手音乐厅音乐季演出，获得巨大成功。

2010年4月15至19日，参加国家大剧院歌剧节开幕大戏《西施》的演出，饰演西施一角；5月6日至8日赴叙利亚首都大马士革出演《图兰多》；6月，参加世界最著名的古典音乐节之一——第18届马林斯基明星白夜国际音乐节，参演由世界著名指挥大师捷杰耶夫执棒的《图兰多》，成为马林斯基剧院150年历史上第一次被邀请的中国歌唱家；10月22日起，参加歌剧《图兰朵》在广东四大城市的巡演。

2011年1月，《图兰朵》受邀作为“韩国国立歌剧院2011演出季”的开幕演出，赴韩国连演四场；8月5日至7日，该剧开启新一轮的演出帷幕，沈娜均饰演图兰朵公主一角。

2012年4月3日，应邀在2012博鳌亚洲论坛闭幕晚宴上表演节目《我亲爱的爸爸》和《漫步街上》；8月23日，入选中央电视台十大女高音之一；11月，携手孙秀苇、幺红举行“三大女高音音乐会”巡演，与保利剧院合作在全国十五大城市举办音乐会

2013年4月，在2013博鳌亚洲论坛闭幕音乐会演唱《漫步街中》；7月6日至7日，出演的瓦格纳歌剧《女武神》在国家大剧院上演，饰演布仑希尔德这一重要角色，该演出为国家大剧院2013歌剧节的闭幕演出；9月，参加“中国之美 世界看见·中国艺术家纽约林肯中心音乐会”，并获美国政府奖，此奖项是美中文化交流的最高奖。

2014年6月25日至28日，国家大剧院原创歌剧《骆驼祥子》拉开世界首演大幕，沈娜在其中饰演“虎妞”一角，将“虎妞”的市井与泼辣演绎得活灵活现；12月1日，受聘担任防艾校园行活动的“红丝带健康大使”，与沈腾一起走进浙江大学城市学院参加防艾宣传活动；同年，凭借饰演齐格琳德一角获得第二届中国歌剧节个人表演奖。

2015年4月，参加“致音乐·大师有约”清华大学校庆音乐会，与男高音歌唱家戴玉强合作《饮酒歌》；6月参演中央歌剧院版歌剧《托斯卡》。

2016年，参加大师有约保利院线中国15大城市巡演，于6月3日晚在北京参加发布会，巡演从8月31日起至9月27日结束。

2017年8月，中央歌剧院制作的普契尼经典抒情歌剧《蝴蝶夫人》在意大利普契尼露天剧院隆重上演，该剧是第63届普契尼艺术节的重要参演剧目，沈娜扮演巧巧桑；11月，参加由黑龙江省歌舞剧院出品的原创大型合唱交响曲《地球·家园》的演出，在其中担任独唱。

2018年1月2日，参加大师有约”世界巡演北京发布会暨2018新年音乐会。2019年12月，在“爱在阳光下”2019大凉山儿童北京夏令营活动上，演唱歌曲《我和我的祖国》 。2022年1月18日至23日，参加的国家大剧院自制歌剧《图兰朵》第11轮上演。2023年7月22日，为电影《超能一家人》演唱的片尾曲《相亲相爱》发行。

2010年10月11日，沈娜在中国音乐厅举办“牵手梦想，唱响未来”慈善音乐会发布会，宣布携手200名艺术家共同关注农民工子女艺术教育，助力中华慈善总会I Do儿童基金“梦想课堂”计划。

沈娜在二幕歌剧《丑角》中凭借着从小练就的扎实舞蹈功底和多次参加国际大赛的舞台经验，成功地塑造了内达这个角色。一些老艺术家对沈娜的表演十分赞赏，称赞她的天赋与灵气。（解放军报 评）

青年女高音歌唱家沈娜在第四十五届法国图卢兹国际声乐大赛中发挥出色，脱颖而出，终获佳绩。（光明日报 评）

沈娜饰演《骆驼祥子》剧中一个极具戏剧色彩的“虎妞”，一举一动都抓着观众的心，将“虎妞”的市井与泼辣演绎得活灵活现。（新华网 评）