年在雙方父母的主持下沈葆楨和小他一歲的表妹林普晴完婚。（林普晴，林則徐的次女，十歲時和沈葆楨訂婚。）
道光二十七年（1847年），二十七歲的沈葆楨中進士，之後選庶吉士，授編修，升監察御史，官途一片順暢。
咸豐四年（1854年），補江南道監察御史，一年後調貴州道監察御史。咸豐五年（1855年），沈葆楨出任江西九江知府，所謂的火箭幹部也不過如此。
咸豐六年（1856年），朝廷擢升沈葆楨為杭州知府，然而沈葆楨以祖上曾在杭州居住，杭州親戚過多為由推辭而改任地處偏遠的江西廣信（今江西上饒）知府。這時侯太平軍已兩次攻打江西，佔領了八府50多縣，朝廷只剩南昌、饒州、廣信、贛州、南安五郡，整個江西的局勢岌岌可危。
八月，江西太平軍將領楊輔清率萬餘人向清軍發起了進攻，連克瀘溪、貴溪、弋陽，進逼廣信城。當時，沈葆楨正陪同工部右侍郎廉兆倫外出徵辦軍糧、軍餉。廣信城裡的400守軍，聞弋陽失守，紛紛遁逃。城裡只剩下知縣、參將、千總和知府夫人林普晴，他們組織百姓緊逼城門誓死堅守。
在危急關頭，林普晴顯示了將門名臣之女的風範和氣節，一邊鼓舞百姓，一邊派人向林則徐以前的部下，駐紮在浙江玉山的提督饒廷選求援。第二天沈葆楨趕回了廣信，不久援兵也至。在同饒廷選商議之後，採取了攻其不備，襲擾輜重的戰術，七戰七捷打退了楊輔清的進攻，經此一役沈葆楨揚名官場。
咸豐七年（1857年），升任江西廣饒九南道，三月，石達開攻打廣信，沈葆楨、饒廷選率守軍頑強抵抗，激戰數日石達開敗走浙江。
咸豐九年（1859年），沈葆楨以父母多病，請求離職回家探望。已經整整十五年沒有回家了，家鄉的日子帶給他的不僅是快樂和回憶，更是難得的清閒和鬆弛。
咸豐十年（1860年），重又被起用，授吉贛南道道臺，沈以父母年老而婉辭。於是被留在原籍辦團練，曾國藩很是賞識