2013年湖南卫视《我是歌手》歌手林志炫的经纪人;同年拍摄湖南旅游形象全国宣传片;4月12日,《我是歌手》第一季决赛在湖南卫视播出,帮帮唱环节林志炫萧敬腾激情演绎《Easy lover》,沈梦辰登台伴舞;6月7日参加年代秀,加入00年代并胜出;6月16日,沈梦辰与yoyo,李锐,张大大,田源等参加中央一套正大综艺《墙来了》,代表红队并胜出。2013年代班主持湖南卫视访谈节目《我的中国梦》之《黄磊的中国梦》。7月30日,参加黑龙江卫视《幸运电梯》录制,并担任主持人。11月10日,客串参演由腾讯视频打造全球首部互动功用喜剧《高兴ELIFE》,客串扮演女店员。8月,出任央视三套《开门大吉》嘉宾主持人。10月21日,参加深圳卫视《年代秀》录制。10月29日湖南台自制剧《把爱带回家》于武汉开机,沈梦辰参与主演 。
2014年参演电影《这个大叔不太囧》是由河南华韵影视传媒有限公司出品,影片由中国香港导演胡储玺、编剧王珂,杜海涛、沈梦辰、范军担纲主演。7月,参演中国国内首部综艺古装剧《花样江湖》,并担任女主角 。同年,参演电视剧《妻子的谎言》 。