于是奋勇杀敌，大败后秦军，姚泓败奔灞上（今陕西西安市东南）。沈田子随后与刘裕派来支援自己的沈林子一同追击，其时沈田子更图穷追姚泓至长安，但因沈林之劝阻而作罢，但其时关中各郡县都望风向晋军归降了。不久长安（今陕西西安市）城陷，姚泓出降，后秦灭亡，沈田子获授咸阳、始平二郡太守。
擅杀国将.同年十二月，刘裕班师，留次子刘义真为镇守长安，并命王镇恶、沈田子、傅弘之等留戍长安，协助刘义真，沈田子亦受命为刘义真的中兵参军。沈田子在峣柳战胜后，刘裕曾上书称颂沈田子的功勋，又在灭秦后的宴会中向沈田