沈一贯，字肩吾，鄞人。隆庆二年(1568)的进士。选任庶吉士，授职为检讨，担当日讲官。进宫讲授高宗丧事时，他拱手称：“托孤寄命，必须是忠贞无二心的大臣，才可以使百官以自己为总领，听从吩咐。倘若不是这种人，不如亲自听政揽事才是孝呀。”张居正以为他是讽刺自己，很恼恨沈一贯。张居正去世后，他才任左中允。历任吏部左侍郎兼诗读学士，加封为太子宾客。请假回到家乡。
万历二十二年(1594)，他出任南京礼部尚书，又受召见并任命为正史的副总裁，协助负责詹事府，他没有到任。王锡爵、赵志皋、张位同处内阁，又有圣旨要求推举内阁大臣。吏部推举旧辅臣王家屏以及沈一贯等七个人。而皇帝正恼怒王家屏，就责备了尚书陈有年。陈有年称病离去。沈一贯在家居住很久，向来就有清正的声望，内阁大臣又极力推荐他。于是诏令他任尚书兼东阁大学士，与陈于陛一道进入内阁，参与机要事务，皇帝指令行人到他家中请他。遇上朝廷议论允许日本受封并朝贡。沈一贯顾虑贡道由宁波辟出，成为乡郡的祸患，极力陈述它的危害，朝贡的议论才终止。不久，王锡爵离去，陈于陛位居第三，每每执意孤行。沈一贯性情柔和而城府很深，与赵志皋等共事很谨慎。此后，陈于陛死于任上，赵志皋病瘫了很久，正在休假，张位因为推荐杨镐和《忧危..议》的事情获罪离去，沈一贯与张位曾经私下致函杨镐，被赞画主事丁应泰弹劾。张位上奏争辩激怒了皇帝而遭罢免，沈一贯只是引咎自责，皇帝于是抚慰，挽留他。
当时皇储没有确定，朝廷大臣争执了十多年也没有决定。皇长子十八岁时，奏请进行册立、加冠、完婚的提议更急迫。皇帝责令户部提供二千四百万两白银，作为册立、分封等典礼的费用，以此使户部为难。沈一贯再次上奏争辩，皇帝不听。万历二十八年(1600)，皇帝命令营造慈庆宫给予皇长子居住。竣工时，告谕沈一贯草拟敕令昭示于礼官，呈交册立、加冠、完婚以及诸王受封的礼仪。敕令呈入宫中，皇帝又留住而不下达。沈一贯上奏催促，皇帝却说：“我因为小臣谢廷氵赞乘机邀功，所以暂停。等到皇长子迁移住处后再施行。”最终没有举行。第二年，贵妃的弟弟郑国泰迫于众人舆论请求册立、加冠、完婚同时进行。沈一贯于是再次草拟敕令请求皇帝下达给礼官准备礼仪，没有答复。朝廷的议论中有想先行加冠、完婚，后册立的提议，沈一贯不同意，说：“没有正名，就苟且成事，这是将储君降为诸王。”遇上皇帝又颇为不省悟，下令当天就举行。九月十八日夜晚二更的时候，颁布诏书。最后皇帝又后悔，命令更改时间。沈一贯封好诏书将它还给皇帝，说：“我万死不敢奉诏。”皇帝这才没有中止册立之事。十月十五日，完成了册立的礼仪，当时的舆论很称道他。遇上赵志皋在九月去世，于是沈一贯屡次奏请增添内阁大臣。等到此时才选拔任用沈鲤、朱赓入阁，而事情都取决于沈一贯。不久，晋升为太子太保、户部尚书、武英殿大学士。
自从沈一贯进入内阁，朝政已经大为不同。数年之间，矿税使四出成为百姓的祸害。他们诬陷、弹劾而逮捕、囚禁的人，都滞留在狱中。吏部奏疏请求起用因为劝谏而被废黜的各位大臣，同时考选科道官，皇帝长久压抑奏章而不下达，朝廷内外大都观望内阁大臣。沈一贯等人多次劝谏，皇帝都不省悟。而且皇帝长期不上朝廷，内阁大臣屡次奏请，都没有答复。沈一贯初辅政，面谢皇恩，只见了皇帝一次。东征与平定杨应龙，皇帝再次御临午门楼受理俘获。沈一贯奏请陪同、侍候，赐予他面陈的机会，皇帝都不同意。皇上臣下间的隔膜很大，沈一贯虽然小有救助，但大都是在皇帝和群臣之间调和，因此他的声望逐渐减弱。
到了万历三十年(1602)二月，皇太子刚完成婚礼，皇帝忽然患病。急忙将诸位大臣召至仁德门，不久，唯独命令沈一贯到启祥宫后殿的西暖阁。皇后、贵妃因病不在皇帝身边侍候，皇太后面对南方站立而稍处皇帝之后，皇帝稍稍靠右，穿戴整齐地席地而坐，也面向南方，太子、诸王跪在跟前。沈一贯叩头后起身、坐定，皇帝说“：先生请上前。我的病一天天严重，在位已经很久，没有遗憾。佳儿和佳妇托付给先生，希望辅佐他成为贤君。矿税的事，我因为宫殿的工程没有完成，暂时收取它，现在可以与江南的织造、江西的陶器一起停止不再进行，所派遣的太监都下令返回京都。法司释放长期关押的囚犯，劝谏而被治罪的诸位大臣都恢复官职，给事中、御史都按所奏请的补充、任用。我只见先生这一次了。”说完就卧倒了。沈一贯哭泣，太后、太子、诸王都哭泣。沈一贯又奏请：“现在尚书多人请求离去，请皇帝决定去留。”皇帝留下了户部的陈蕖、兵部的田乐，而因祖陵的要道冲决，削夺了工部杨一魁的官籍。沈一贯再次叩首，出宫拟旨呈进。当晚，内阁大臣和九卿都在朝房中值夜班。半夜三更，宫中使者捧来告谕，都如皇帝对沈一贯所说的话。诸位大臣都很高兴。
第二天，皇帝的病好了，后悔此事。宫中使者二十多人到内阁中取先前的告谕，称矿税不可以罢除，释放囚犯，录用正直的大臣都听您裁决。”沈一贯想不还圣谕，宦官就叩头，几乎流血，沈一贯惶恐就交纳了圣谕。当时吏部尚书李戴、左都御史温纯希望马上奉行，颁诏告知天下，刑部尚书萧大亨则称释放囚犯必须再次奏请。不久，事情变化，太仆卿南企中弹劾李戴、萧大亨不迅速遵奉皇帝的圣谕，启用废黜的官吏，释放囚犯。皇帝恼怒，将两件事都压制不再施行。当皇帝想追回成命时，司礼太监田义极力争辩。田义劝谏更加急切，而宫中使者已经拿着沈一贯所缴纳的先前的圣谕回来了。后来田义见到沈一贯就唾弃地说“：你稍稍坚持一下，矿税就撤除了，胆怯什么！”从此大臣、言官上奏请求罢免矿税使的人每天都有，皇帝皆不再听从矿税的祸害，于是横行神宗一世。
皇帝自从病好了之后，政治更加废弛。税监王朝、梁永、高淮等人横征暴敛，许多奸诈的人乘机肆虐老百姓。沈一贯与沈鲤、朱赓共同撰写奏章加以讽谏，又曾经就事屡次争辩，并且陈述用人与行政等事，皇帝不理。皇帝待沈一贯很好，曾经特别赐予敕令褒奖他。沈一贯一向顾忌沈鲤，沈鲤也自以为讲筵而受皇帝宠爱，不是由沈一贯引荐，不甘居其下，二人渐渐不和。礼部侍郎郭正域以文章的气节著称，沈鲤很器重他。都御史温纯、吏部侍郎杨时乔都以清廉自持相标榜，沈一贯不喜欢他们。遇上郭正域提议剥夺吕本的谥号，沈一贯、朱赓与吕本是同乡，压制了他的提议。从此他更加厌恶郭正域以及沈鲤、温纯、杨时乔等人，而党论逐渐兴起。浙江人与公众议论相违逆，由沈一贯开始。
万历三十一年(1603)，楚府的镇国将军华责力攻击楚王华奎是假王。沈一贯收受了楚王的大量贿赂，指令通政司将此奏疏阻滞了一个多月，先呈进华奎弹劾华责力的四条欺骗的罪状。郭正域是楚人，很听说了一些有关假王之事的传闻，奏请皇帝勘探虚实以便审定罪案。沈一贯压制此事。郭正域将楚王行贿的事奏疏给皇帝，皇帝不理。等到抚按臣一起核查以及朝廷大臣们将议论集中奏报皇帝时，沈一贯又极力袒护楚王，唆使给事中钱梦皋、杨应文弹劾郭正域，勒令他回乡听候勘查；华责力等人都被治罪。郭正域登船尚未起航，而“妖书”的事情发生。沈一贯正怀恨郭正域与沈鲤，他的党羽康丕扬，钱梦皋等人逮捕了僧侣达观、医师沈令誉等人，投入监狱，竭力整治他们。沈一贯坐中主持，指令锦衣帅王之祯与康丕扬将沈鲤的私宅大搜了三天，派兵围困了郭正域的船，搜掠他的婢女、仆从、乳母，都没有获取他所要的证据。于是将白敫生光结案。两件事在郭正域与楚王传中都有记载。
开始，都御史温纯弹劾御史于永清和给事中姚文尉，话语稍稍涉及沈一贯。给事中钟兆斗替沈一贯疏论温纯，御史汤兆京又弹劾钟兆斗而认为温纯行为正直。温纯十七次上奏请求离去，沈一贯佯装竭力挽留温纯。到了乙巳年(1605)，对京城和朝廷的官员全面考察。温纯与杨时乔主持此事，钱梦皋、钟兆斗都在罢黜之列。沈一贯恼怒，上奏皇帝，将京察的奏疏留在宫中。此后很久，便将被察处的给事，御史全部留用，并同意温纯结束仕途而离去。因此，主事刘元珍、庞时雍，南京御史朱吾弼极力争辩，称统计二百多年的典制，没有特加挽留的人。当时南京考察的奏疏也留在宫中，后来迫于众议才下发。沈一贯从此不被公论所看重，弹劾一天天增多，于是他称病不出门。
万历三十四年(1606)七月，给事中陈嘉训、御史孙居相又接连弹劾他奸诈、贪婪。沈一贯恼恨，更加请求离去。皇帝替他罢免了陈嘉训，剥夺了孙居相的俸禄，同意沈一贯回乡，沈鲤也同时被罢免。而唯独沈一贯得到温和的御旨，虽然朱赓袒护他，疏论者更加攻击他有内援。
沈一贯进入内阁，由王锡爵、赵志皋举荐。辅政十三年，当政四年，与清流议论相冲突，喜欢相同的意见，厌恶不同的。宗亲、妖书、京察等三件事偏偏冒犯了天下大不韪之事，疏论者以为不齿，即使他的党羽也因此受株连。沈一贯回乡，谏言诸官仍追着弹劾不止，他的乡里人也多受到世人的诋毁。沈一贯在位时，加封为少傅兼太子太傅、吏部尚书、建极殿大学士。在家居住十年后去世。赠封太傅，谥号文恭。