2003年12月26日，沈昌珉以五人男子和声舞蹈组合东方神起的成员最强昌珉的身份出道，并担任组合主唱。在早期组合的歌曲中，主要负责高音声部的演绎。
2004年，所在组合获得当届新人、人气、歌谣等重要大奖，在截至2005年九月底止所统计韩国全年度销售统计榜中一举夺下年度唱片销售冠军。
2005年，沈昌珉作为J-POP的新人在日本出道。9月12日，所在组合发行韩国第二张专辑《Rising sun》，发行隔天及当周更得到韩国各大主要排行榜第一名。
2006年于5月13日至6月28日间，所在组合举行了在日本的首次巡回演唱会“Heart， Mind and Soul TOUR ”，此次演唱会走过了大阪，横滨，福冈，名古屋，东京，新泻等日本著名的7所城市，共演出11场，公演人数为15000人。
2007年3月，组合推出10th单曲《Choosey Lover》，并第八次进入公信榜周榜前十位。随后，在日本发行了 《2nd Album -Five in the Black》，并于5月10到6月19日举办了第二次日本巡回演唱会“FIVE IN THE BLACK TOUR” 。此次演唱会辗转10个城市共16场公演，观看人数约为58000人。
2008年，沈昌珉所在组合发行单曲《Purple Line》获日本公信榜单曲榜第一名。此后，连续4张单曲均获公信榜第一。3月，举办日本第三次巡回演唱会《T》，总动员15万人次观众。年末，在韩国发行四辑《咒文》销量破50万张。
2009年，所在组合发行日本四辑在HMV年度销量登顶，并创下第一张白金唱片记录。
2010年4月，因为金在中、金俊秀和朴有天三位成员与公司的利益纠纷，东方神起组合活动全面停止。团体活动停滞期，沈昌珉在日本以平面模特的身份参与各大时尚杂志的拍摄，发行的ELLEGirl 8月号、ELLE 9月号到Frau 9月号盘踞HMV书籍榜首22天，在日本平面时尚界初露头角。
2011年．与郑允浩重组东方神起发行韩国五辑《Keep Your Head Down》获半年度唱片销售榜第一。沈昌珉参与了该专辑收录曲《Confession》的词创作。1月，沈昌珉主演的首部电视剧《天堂牧场》开播，并演唱了该剧的OST。沈昌珉在里面饰演富豪三代韩东株一角。6月，沈昌珉前往夏威夷为时尚杂志《Instyle》韩国版拍摄100期纪念写真。9月，沈昌珉所在组合在日本发行五辑《Tone》成为白金唱片。同时，在全球专辑销量周榜排名第四，并刷新自身首周销量纪录。11月，发行的《天堂牧场 完全版DVD BOX 1》和《天堂牧场 完全版DVD BOX 2》在日本Oricon榜DVD周榜电视剧部门并列占据了第1、2位。沈昌珉为剧中自己的角色亲自进行了日语配音，首次挑战声音演技，这也是韩国电视剧史上的第一次，并在日本Fuji TV播出。
2012年1月，所在组合在日本举办第五次巡回演唱会，总动员55万人次。巡演期间，沈昌珉同时还参与了电影《拥抱黄金飞翔（黄金を抱いて翔べ）》的拍摄，饰演剧中的核心人物之一，伪装成留学生的朝鲜间谍“momo”。该电影改编自畅销书作家高村薰的处女作，由井筒和幸执导，描述了以大阪的街道为舞台展开的6个男人间的金条抢夺战的故事。4月，沈昌珉登上了英国老牌时尚文化杂志《Dazed & Confused》韩国版创刊4周年杂志5月号的封面。9月，所在组合发行韩国六辑《Catch Me》连续三次获周唱片销量冠军。12月18日，沈昌珉演唱的《田禹治》的OST《像眼泪般的人》作为在剧中男女主角的爱情主题曲在各音乐网站公开。
2013年1月，沈昌珉加盟KBS 《月光王子》成为固定MC，在播出近2个月之后因收视率停播。同时，所在组合首次在香港举办演唱会“World Tour ‘Catch Me’香港站‘’，沈昌珉更是用普通话深情演绎了张惠妹的《听海》。15日，沈昌珉代表组合出席2013亚洲模特颁奖典礼并受赏。3月。所在组合发行日本六辑《TIME》，获公信榜月榜冠军。4月，沈昌珉加盟成为KBS《我们小区艺体能》的固定MC，该综艺自开播以来连续占据周二综艺收视率第一。且不到1年播放权就销往日本。同时，所在组合举办日本五蛋巡回演唱会。8月，成为第一个在日产体育馆举办演唱会的韩国团体，合计动员85万人次，更新自身保持的海外艺人在日本公演动员数纪录。同时，凭借《拥抱黄金飞翔》，沈昌珉荣获第36届日本电影金像奖新人演员奖，第67回日本放送映画艺术大赏映画部门优秀新人奖，以及22回日本映画批评家大赏最佳新人赏。10月，该电影在韩国上映。此外，沈昌珉参与了SHINee新专辑收录曲《无法离开（Sleepless Night）》的词创作。12月，沈昌珉凭借《我们小区艺体能》，获得第12届KBS演艺大赏最佳艺人奖。
2014年1月，所在组合东方神起凭借韩国第七张正规专辑《TENSE》连续两周获得韩国唱片销量榜冠军，并取得美国billboard world album排行榜排名第二、世界专辑销量排行榜United World Chart排名第三的好成绩。沈昌珉参与了该专辑收录的抒情歌曲《RISE...》的词创作，传达着即便遭遇困难的事情,等时间过去,也能战胜一切的治愈讯息。2月，沈昌珉参与了东方神起第七张后续专辑《入迷（Spellbound）》中的PB R&B曲风的个人solo曲《Heaven's Day》的词创作。同时，加入了SM公司的限定企划S.M THE BALLAD，并与Krystal参与了该企划第二张专辑收录曲《Breath》日文版的演唱。20日，Mnet企划推出的四集金耀剧《美美》首播，沈昌珉在其中饰演男主角韩珉宇一角，该剧讲述了超越时空，改变命运的男女之间唯美凄凉的初恋故事。27日，和文佳英携手为时尚杂志《THE CELEBRITY》拍摄了一组写真，再现了唯美且充满神秘感的初恋气氛。28日，所在组合凭借多个音乐作品在日本第28届金唱片大赏连获五项大奖。3月，发行的《MIMI》幕后花絮DVD（《Mimi スペシャルプレビューDVD》）获得日本公信榜DVD综合部门周榜一位，这也是韩国电视剧继裴勇俊的《太王四神记プレビューDVD 金盘》（2007年3月）后第二次获得该部门周榜一位。同时，所在组合发行的日本第六张专辑《Tree》以超过25万张的月销量夺得了日本公信专辑榜月销量冠军。4月至6月，所在组合东方神起举行了第七次日本巡回演唱会“东方神起 LIVE TOUR 2014~TREE~”，在日本全国各地举行共29场次，吸引了60万余名观众，刷新了在日本的海外艺人新纪录。演唱会期间，沈昌珉主演的电视剧《美美》被剪辑为上下两部剧场版在日本30家影院上映，剧场版门票首周破万，是2007年之后最高的韩流明星售票记录。8月，沈昌珉参与了李泰民solo专辑收录曲《Ace(王牌)》的词创作和歌曲和声部分的演唱。9月3日，其为MBC月火剧《巡夜人日志》演唱的OST《无法说爱你》的音源也通过各音乐网站公开，该曲讲述了对于旧爱的迷恋之情。17日，沈昌珉前往巴厘岛为时尚杂志《Cosmopolitan》韩国版10月号拍摄了以“自然”为主题的写真，展现自由奔放的面貌。26日，沈昌珉与演员具惠善共同出演了BeatBurger第一张迷你专辑主打歌《She So High》的MV，在MV中出演男主角，与女主展现了恋人之间难分难舍的演技。同日发行的《MIMI》完整版DVD（《MIMI》 コンプリートエディションDVD）登上了日本最大唱片销量Oricon排行榜的电视剧榜单和综合榜单榜首。11月，沈昌珉参与了曹圭贤的solo专辑收录曲《我的思维,你的记忆 (My thoughts, Your memories)》的词创作。
2015年1月，由SM娱乐公司制作的全球首个全息影像音乐剧《School OZ》在14日公映，沈昌珉在其中饰演神秘主义完美男Oscar，是个拥有强悍执念与潜力的典型精英少年。6月，所在组合于首尔举行《T1ST0RY
