2005年,沈震轩返回香港并报读香港演艺人协会演艺班课程,毕业后拍摄了多个电视及平面广告,并于多个文化及艺术节目中演唱及表演舞蹈。
2006年,沈震轩参加英皇新秀大赛,获得总决赛前五名及现场最具人气奖;年底,参加无线电视举办的《TVbeople》演艺新晋推广计划并通过选拔,获得2年无线电视演艺合约及参与无线电视的宣传制作;同年,出演喜剧片《新扎师妹3》。
2007年3月,沈震轩与另外七位胜出者推出他们的宣传片;同年,与谢霆锋、房祖名、余文乐共同出演警匪片《男儿本色》。
2008年,沈震轩加入第22期无线电视艺员训练班;同年,与汪明荃、马德钟、佘诗曼共同出演民初爱情剧《东山飘雨西关晴》。
2009年,在古装剧《碧血盐枭》中饰演易寨主的手下;同年与古天乐、刘青云、应采儿共同出演剧情片《扑克王》。
2011年,出演了由黄宗泽、陈法拉、谢天华、徐子珊主演的TVB警匪剧《潜行狙击》,在剧中饰演一位为爱人牺牲的同性恋。
2012年,与关楚耀、连诗雅合作主演电影《喜爱夜蒲2》,在剧中饰演第二男主角Don;同年,凭借《喜爱夜蒲2》获得第三十二届香港电影金像奖“最佳新人奖”提名。
2013年,沈震轩签约太阳娱乐文化成为歌手,推出首支个人单曲《讲多变真》,并作为电影《沟女不离三兄弟》的主题曲。
2014年,出演了TVB警匪剧《使徒行者》,在剧中饰演Kobe连浩勤,凭此剧在2014年马来西亚星光荟萃颁奖礼上获得最喜爱TVB飞跃进步男艺员奖;同年,在叶念琛编剧并执导的橙色爱情喜剧电影《求爱大作战》中担纲男主角,在剧中饰演文艺暖男马伟雄。
2015年,推出国语歌曲《重返寂寞》,该歌曲是电影《沟女不离三兄弟》主题曲《讲多变真》的国语版本。