兵源作抵御，攸之亦被征召。攸之到了建康后曾向领军将军刘遵考请求当个白丁队主，但遵考认为他形相丑陋，当不了队主，只让他跟着沈庆之作战。元嘉二十九年（452年），沈攸之参与讨伐西阳蛮，此时才能当上队主。翌年（453年），攸之随武陵王刘骏起兵讨伐弒父登位的太子刘劭，获授南中郎府板长史，兼行参军。攸之随军进攻建康，并在新亭与刘劭军队作战，身受重伤，但最终刘骏取得胜利，诛杀刘劭并登位，即宋孝武帝，遂以攸之为太尉行参军，封平洛县五等侯。后历任大司马行参军及员外散骑侍郎。大明三年（459年），孝武帝命沈庆之讨伐据广陵反抗