1979年，进入电影学院的第二年，沈丹萍便登上了银幕，在电影《百合花》中饰演新媳妇。

1980年，她在峨眉电影制片厂的影片《被爱情遗忘的角落》中扮演女主角，农村姑娘挖煤妹。

1981年，主演影片《夜上海》，饰演三十年代歌星“金嗓子”周璇。

1982年，电影学院毕业后，沈丹萍被分配到北京电影制片厂演员剧团。

1994年，主演电影《留村察看》，荣获第18届大众电影百花奖最佳女主角殊荣。

2006年，主演电视剧《凤凰起舞》，扮演了一直默默支持村支书改革的女主角齐玉凤。该剧通过关注东北的农村改革，展示了一位村干部带领农民转变观念，以品牌农业发家致富的经历。

2011年4月，沈丹萍与马苏等联合主演的女性情感励志剧《女人如花》登陆中央电视台综合频道第一情感剧场，该剧以八十年代为背景并涉及社会中的诸多热门话题。6月，在由小马奔腾投资拍摄，新人翟天临等主演的电视剧《刑警博客》中客串演出，与演员王诗槐饰演一对夫妻。

2021年，主演电影《艾榜的儿女们》，饰演艾榜。