1977年10月5日，沈晓海出生于黑龙江省伊春市，毕业于上海戏剧学院94届本科表演系，毕业于之后参演了电影《岁月风云》、电视剧《三言二拍之孙小官得妻》正式进入影视圈。次年沈晓海参演了电视剧《原野》、《情剑山河》、《机灵小不懂》等剧，因出色的表现一跃成为圈子里新晋实力演员。

2001年，参演《佛跳墙》、《金蚕丝雨》，其中饰演的反角深入骨髓，获得了不少粉丝的喜欢。2002年，沈晓海相继主演《无盐女》、《倩女幽魂》等剧。

2004年，沈晓海搭档张庭、邱心志、王艳主演古装神话剧《花姑子》，凭借男二号“陶醉”一角名气更甚，这也是他拍戏以来所饰演的最为经典的“好人”。

2005-2010年间，沈晓海参演《马鸣风萧萧》、《开创盛世》、《大唐游侠传》、《在那遥远的地方》等剧。

2011年，主演魔幻剧《又见白娘子》、战争剧《我的燃情岁月》；2013年，出演《铁血尖刀》、《猎魔》及古装喜剧《医馆笑传》等。