2011年，与黄宗泽、陈法拉、谢天华合作主演TVB警匪剧《潜行狙击》，在剧中饰演一位为爱人牺牲的同性恋何赐登（爆登）；同年，担任钟嘉欣演唱歌曲《得闲找你》的MV男主角。参加综艺《千奇百趣省港澳》和《福禄寿大假光临》。

2012年，与关楚耀、连诗雅合作主演爱情喜剧电影《喜爱夜蒲2》，在片中饰演男二号Don；随后，出演张兆辉、商天娥、陈奂仁主演的情景剧《结分@谎情式》，在剧中饰演帅气幽默的程逸风；同年，与刘松仁、陈玉莲、马国明合作主演民国情感剧《名媛望族》，在剧中饰演爱新觉罗·尔熹；同年12月，凭借电影《喜爱夜蒲2》获得“第三十二届香港电影金像奖”最佳新人奖提名。参加综艺《千奇百趣东南亚》。

2013年，与黄子华、徐子珊、陈敏之合作主演TVB时装喜剧《My盛Lady》，在剧中饰演盛花蕊的男友刘柏坚；同年，沈震轩签约太阳娱乐文化；同年7月，推出首支个人单曲《讲多变真》，并作为电影《沟女不离三兄弟》的主题曲；同年，获得“香港壹周刊电视大奖”最有前途男艺人奖，之后，他还凭借歌曲《讲多变真》获得“劲歌金曲颁奖典礼”最受欢迎新人奖。

2014年，与陈敏之、江美仪、许绍雄合作主演TVB警匪剧《使徒行者》，在剧中饰演天资聪颖且擅长投资取巧的卧底探员Kobe连浩勤；同年9月，凭借电视剧《使徒行者》获得“马来西亚星光荟萃颁奖礼”最喜爱TVB飞跃进步男艺员奖；同年11月，与张建声、陈奂任、庄思敏合作主演爱情喜剧电影《求爱大作战》，在片中饰演文艺暖男马伟雄；随后，推出个人单曲《换个他》，而MV的女主角则由陈敏之担任；同年，与张兆辉、陈敏之、阮兆祥合作主演时装喜剧《性在有情》，在剧中饰演追求女主角林静儿的杜德基。参加综艺《千奇百趣玩HIGHD》。

2015年，推出个人国语单曲《重返寂寞》，该歌曲是《讲多变真》的国语版；同年，推出首张个人同名专辑《沈震轩》；同年，与戚薇、王晓晨、陈亦飞合作主演都市情感剧《你好乔安》，在剧中饰演Steven；同年11月，主持节目《DO姐去shopping》并获得2015万千星辉颁奖典礼最佳节目主持奖的提名；同年12月，参加“武汉华侨城欢乐谷流行音乐节”。

2016年1月，作为“钻石评判团”成员参加国际中华小姐竞选总决赛。参加综艺《星星探亲团》和《Sunday好戏王》。

2017年10月，沈震轩与周丽淇合唱歌曲《我真的很好》发布；12月1日，获得第4届粤语歌曲排行榜进步大奖。

2018年11月14日，获得全球华语金曲奖十周年粤港澳大湾区优秀歌手铜奖。参加综艺《全民星战》。

2020年11月13日，参演的《双龙记之和平契约》在腾讯视频独家上线；11月19日，参演的轻喜剧《非凡三侠》在优酷视频播出，在剧中扮演陆嘉明。

2021年5月24日，主演的古装神话喜剧《一笑渡凡间》在香港翡翠台首播；9月22日，主演电影《西界》开机，饰演穆日；11月23日，主演的神话电影《封神：妲己》在爱奇艺独家播出，在片中饰演纣王。

2022年，由香港演员沈震轩和内地演员宋嘉其主演的主题广播剧《香江兄弟》（粤语/普通话两版），将于6月下旬在总台大湾区之声、香港电台等广播平台播出，新媒体平台同步上线。6月，为《香江兄弟》演唱主题曲《梦想成真》。6月30日，参加《星耀香江扬帆起航》节目；6月15日，参演电视剧《狮子山下的故事》播出。10月31日，出演的TVB台庆奇幻动作剧《超能使者》将在埋堆堆电视专区上线播出。

2023年，9月21日，参演的电视剧《守诚者》杀青。12月18日，参演的电视剧《法与情》播出。

2024年8月2日，加盟的综艺《披荆斩棘第四季》播出，与严屹宽、李泽锋、向佐、付辛博共同演唱歌曲《单恋一枝花》；8月9日，《披荆斩棘第四季》初舞台solo，表演节目《Monica 》。8月30日，参加节目《披荆斩棘4》播出。10月25日，参加的节目《披荆斩棘4》总决赛播出。

沈震轩拥有酷帅的外形、沉稳的作风、谦虚内敛的人品，而他的歌声不仅深情还很动人（网易评）。

沈震轩很专业，特别是拍摄掌掴戏时完全没有借位。沈震轩有着和光头强一样的国字脸，特别是眉毛、嘴巴和表情都极为的相似（新浪评）、。

沈震轩不仅在诸多影视剧中塑造了多个经典角色，他的唱功也很不俗（新华网评），沈震轩的演技颇有天赋，由他饰演的江湖仔、夜蒲男等反派形象更是经典（新华网评）。