大陈岛总部改组为大陈防卫司令部，沈留任。在大陈期间，沈之岳做了一件蒋介石、蒋经国父子十分感激的事：他派人潜回蒋家故乡奉化，将蒋母墓、丰镐房、报本堂、雪窦寺的诸多景物拍成照片，献给蒋介石。1955年，沈协助蒋经国执行「金刚计画」与「飞龙计画」，安排大陈、南麂、渔山列岛军民撤退至台湾，并裁撤中华民国浙江省政府。1956年，沈任司法行政部调查局督察室主任，后改任司法行政部调查局副局长，党职任中国国民党中央委员会南方工作组组长，负责整顿中统；1958年调任国防部情报局副局长。
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