2013年底，沈晨入选中国国家队，担任队长。

2013年通过教练员和个人的共同努力，进步显著。

2013~2014年，蝉联全国击剑锦标赛冠军，并取得女子佩剑世界杯（土耳其站）个人季军，女子佩剑世界杯（北京站）个人亚军。

2015年是沈晨竞技水平再次提高的一年，在该年的亚洲锦标赛上，沈晨击败伦敦奥运会冠军金智妍，取得女子佩剑个人冠军。并在同年的世界锦标赛上，夺取了尘封8 年的世锦赛奖牌。在短短2年内，沈晨的世界排名由第117名提升至第4名。

2015年国际剑联佩剑大奖赛波士顿站上，沈晨展现出极佳的竞技状态，一路连胜杀进八强。1/4决赛，沈晨面对亚锦赛击败过的金智妍，以15-9战胜对手，2015年第二次战胜这位强敌，强势杀进四强。

半决赛，沈晨面对排名世界第一的俄罗斯名将维利卡娅，把握住机会以15-12拿下。决赛沈晨面对另外一位俄罗斯好手科瓦利娃，没有给对手太多机会，15-10结束战斗，获得本站比赛的冠军。在波士顿夺冠后，沈晨为2015年一系列出色的表现完美收官，她的年终排名也锁定在世界第四。

2016年3月27日，2015-16世界杯佩剑赛韩国站落幕，本次比赛是奥运积分赛的最后一站，中国选手沈晨获得奥运入场券。沈晨在首尔站的比赛中获得第11名，但奥运总积分排名高居第三，以亚洲第一的身份顺利获得里约奥运入场券。

2019年底，女佩老将沈晨复出，加强了女佩的整体实力，在女佩冲击东京奥运会团体资格的关键时刻，为女佩的排兵布阵上提供了更多的选择。

2013年，全国击剑锦标赛女子佩剑个人冠军

2013年，十二届全运会团体第二名

2014年，全国击剑锦标赛女子佩剑个人冠军

2014年，亚洲锦标赛团体冠军

2014年，亚运会沈晨获得女子佩剑铜牌和女子佩剑团体银牌

2014年，世界女子佩剑世界杯（北京站）个人亚军

2015年1月，拟授予国际级运动健将称号的运动员

2015年，亚洲锦标赛个人冠军

2015年，世界锦标赛女子佩剑个人季军

2015年，国际剑联佩剑大奖赛波士顿站个人冠军

2017年，第十三届全运会击剑预赛第三站上海站女子佩剑个人冠军

2017年8月，第十三届全运会女子佩剑个人亚军