1949年初，北平和平解放，沈体兰在北平与廖承志代表全国青年代表大会，欢迎毛泽东、朱德进入北平，沈体兰致欢迎词，毛泽东与他握手并合影。沈体兰应邀参加新政治协商会议筹备会的工作，任新政治协商会议筹备会副秘书长、中国人民政治协商会议第一届全国委员会副秘书长。1949年10月1日，参加中华人民共和国开国大典。后来他回到上海。1950年，任华东军政委员会教育部副部长，1953年调任华东体育委员会主任。1955年起，任上海市体育运动委员会主任。1958年起，任上海市政协副主席。沈体兰还先后担任上海市人大代表，上海市人民委员会委员，全国政协委员，中国民主同盟中央委员、中国民主同盟上海市委常委，中国民主促进会上海市委常务理事等职。