2004年，沈恩敬出演爱情喜剧《想结婚的女人》，饰演女主人公李欣宜的幼年时期，以演员身份正式出道 。2006年，在古装剧《黄真伊》中饰演幼年黄真伊，凭借该剧获得KBS演技大赏青少年演技赏 。 杂志写真 2007年，与千正明合作主演恐怖电影《韩塞尔与葛雷特》，生活在森林中的神秘女孩英姬 。2008年，凭借爱情剧《太阳的女子》获得KBS演技大赏青少年演技赏。2009年，与南相美、柳承龙合作主演恐怖电影《不信地狱》，饰演行踪诡异的少女素珍 。 2010年4月，主演喜剧电影《你好杀人犯》，饰演从小就梦想成为钢琴家的女孩夏林，凭借该片获得第47届百想艺术大赏和第47届韩国电影大钟奖最佳新人女演员奖提名 。9月，主演由张镇执导的喜剧电影《竞猜王》，饰演摆脱忧郁症的困扰、变得积极乐观的金茹娜，凭借该片获得第31届韩国青龙电影奖最佳新人女演员提名 。 2011年5月，首次担纲女一号，与姜素拉、闵孝琳合作主演喜剧电影《阳光姐妹淘》，饰演由于方言浓重而羞于开口的任娜美，并亲自演唱了片中的多首歌曲 ，该片上映后票房达737万观影人次，位列2011年韩国票房榜第二位，沈恩敬凭借该片入围第48届韩国电影大钟奖最佳女主角，却因她无法出席颁奖礼而在颁奖之前被从提名名单上剔除 。10月，凭借短篇电影《浪漫天堂》获得第48届韩国电影大钟奖最佳女配角奖 。 2012年，与李秉宪、韩孝周合作主演古装电影《光海，成为王的男人》，饰演由于地方官吏的横行霸道而被迫入宫的纯情宫女思月 。 2014年1月，主演电影《奇怪的她》，饰演重返20岁的“老奶奶”吴斗丽，该片票房达865万人次，沈恩敬凭借该片获得第50届百想艺术大赏电影部门最佳女主角奖、第19届春史电影节最佳女主角奖等多个奖项 。10月，与周元、朴宝剑合作主演浪漫爱情剧《明日如歌》，饰演天才钢琴少女薛明日 。 2015年7月，与池昌旭合作主演犯罪动作电影《被操纵的城市》，饰演天才黑客汝郁 。9月，与李昇基合作主演古装爱情电影《合婚》，饰演拒绝通过合婚挑选驸马的松花翁主 。 2016年3月，主演惊悚电影《等着你》，饰演一心想要为父报仇的熙珠，凭借该片入围第53届韩国电影大钟奖最佳女演员奖 。4月，主演独立电影《走路王》，饰演一名竞走运动员 。5月，与崔岷植合作主演政治题材电影《特别市民》，饰演市长选举候选人阵营中的青年革新委员长 。 2017年，与柳承龙搭档主演电影《念力》，饰演身陷意外事件的女孩路美 。 2018年，主演新片《新闻记者》，2019年在日本上映 。
2010年9月，沈恩敬飞赴美国匹兹堡留学，开始了为期三年的留学生活，她想通过留学的方式调整疲惫的身心，同时也在大学生活中重新思考自己的人生 。2013年，沈恩敬结束在美国的学业，返回韩国继续演艺事业。
2009年6月，沈恩敬担任第11界首尔国际青少年电影节宣传大使 。 2014年7月，沈恩敬受邀担任第18届富川国际奇幻电影节宣传大使 。
2014 第50届 电影类最佳女主角奖 奇怪的她
2012 第48届 电影类最佳女主角奖 阳光姐妹淘
2011 第47届 电影类最佳新人女演员奖 你好杀人犯
2016 第53届 最佳女演员奖 等着你
2014 第51届 最佳女演员奖 奇怪的她
2011 第48届 最佳女配角奖 浪漫天堂
2010 第47届 最佳新人女演员奖 你好杀人犯
2014 第35届 最佳女主角奖 奇怪的她
2010 第31届 最佳女新人演员奖 竞猜王
2014-10-03 第23届 最佳女主角奖 奇怪的她
2014-03-19 第19届 最佳女主角 奇怪的她
2014-08-15 第10届 导演选择奖最佳女演员 奇怪的她
2014-07-17 第18届 奇幻奖 奇怪的她
2008-12-31 青少年演技赏 太阳的女子
2006-12-31 青少年演技赏 黄真伊
2014 《体育朝鲜》创刊24周年特辑20位专家评选“新一代女演员”第一位
2020 第43届日本电影学院奖最佳女主角奖 新闻记者