子见家门历尽艰辛困苦，已经没有仕宦的心思，故此都不应命；其后刘裕再三敦请仍不肯出仕。义熙四年（407年），刘裕受任扬州刺史，又再请沈林子为自己的属官，这回沈林子再推辞不了，只得受任，领建熙县令，又封资中县五等侯。义熙五年（408年），沈林子随刘裕北伐南燕，行参镇军军事。晋燕两军初在临朐（今山东临朐）交战，敌军虎班突骑走到晋军后方，沈林子则率精兵将其击败。及至晋军于临朐击败燕军后，南燕皇帝慕容超逃回广固（今山东青州市），晋军即围攻广固，逼得慕容超据守内城，而沈田子就与刘敬宣同攻城西一角。次年（409年