2006年，大学时代的沈泰因一个笑容打动陈国星导演，受邀出演了由徐帆、王姬主演的情感剧《错爱》，从而正式进入娱乐圈。随后，再次与陈国星导演合作，出演都市情感剧《十万人家》。

2011年，与窦智孔合作出演偶像剧《爱情有点蓝》，在剧中沈泰饰演富二代马元恺；同年，参演家庭情感剧《锁梦楼》。2012年，出演都市题材剧《结婚，你想好了么》，在剧中饰演栏目编导江晓宇一角。

2013年3月，与严宽、杜若溪联合主演的现代情感纷争剧《恋了爱了》播出，沈泰饰演男二号萧晨；同年，与王珞丹、林峰、周丽淇等人合作出演的古装传奇剧《大汉贤后卫子夫》杀青，他在剧中饰演英武魁岸、智勇双全，卫子夫的弟弟卫青。

2014年，与田亮、伊一领衔主演的青春励志情感剧《骄阳似我》播出，他在剧中饰演电眼拳王“林雨”。2015年，出演杨文军、黄斌执导的爱情片《何以笙箫默》，在片中饰演何以琛律所合伙人向恒；同年，与刘威、王力可搭档出演年代传奇剧《女儿红》，在剧中饰演孙家大少孙南笙 。

2016年，沈泰与黄晓明、宋茜、盛一伦等人共同出演的古装言情剧《上古情歌》杀青，他在剧中饰演凌云族的大将军景时。同年，与刘威、宋春丽共同主演的近代传奇剧《布衣天下》杀青，他在剧中饰演的则是在经历了国家破、亲人殇之后由一个知识分子转入商圈，心怀报国之心的他努力发展实业的苏墨林。

2017年7月，由刘小小领衔主演的抗日剧《憨媳从军》播出，沈泰在剧中饰演外表俊朗帅气的马天龙。9月，获得亚洲影响力盛典最具突破艺人奖 。

2018年7月25日，与李宏毅、潘霜霜共同主演的轻科幻爱情喜剧《限定24小时》播出，他在剧中饰演的“因特尔”原本是一台普通电脑，某日在拥有“触物为人”超能力的主人公安定的“点拨”下变成物化人。9月，与徐百卉搭档主演的电视剧《梧桐街派出所》杀青，在剧中饰演励志热血青年李灿。

2019年1月29日，主演的悬疑推理片《夺命杀机》上映，他在片中饰演男主人公陈昊。