生于北京，高干背景。初中就读于北京市第四中学，毕业后曾参加海军航空兵，因被人诬陷打死人而被迫复员后被分配在北京石景山发电厂工作。1973年招收工农兵学员，采取“群众推荐、领导批准、文化考试、学校复审”的招生模式。沈志华报考清华大学热力系，因「白卷英雄」张铁生上书，而沈志华分数极高被认定白专而未能录取。文革后期（1976年）曾因反四人帮获罪入狱4个月，期间认真研读《资本论》。1976年7月28日，唐山大地震后因监狱可能存在安全问题而出狱。1978年以初中生身份同时考取新华社北京分社及中国社会科学院研究生院世界