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。