沈括不仅是一个科学家，他还是王安石变法的积极拥护者和参加者。在新旧两派关于变法问题的政治斗争中，沈括一直坚定地站在进步的王安石一边，即便是变法失败后，沈括始终对王安石保持着诚挚的敬意和深切的怀念。
沈括还是一个出色的外交家和军事家，在北宋与契丹的边界争端上，沈括和契丹丞相一共进行了6次会谈，最后凯旋而归，不但维护了国家的领土完整和民族尊严，也震慑了契丹，使契丹从此不敢再轻视宋朝；在抵抗西夏的侵犯上，他先后出任延安州官和鄜延路经略安抚使，他不但注意整顿军纪，还改进兵器和阵法，增强了军队的战斗力，加强了军事防务。1081年，西夏大举进犯北宋边境，沈括率领大军迎敌，大败西夏7万大军。
梦溪园内沈括纪念馆
这是镇江梦溪园内的沈括纪念馆。
第二年，西夏又以30万大军围攻西北要塞永乐，以8万军队进攻绥德。只有1万士兵的沈括奉命力保绥德，无法解救永乐。结果永乐失陷，2.3万多名宋军全军覆没。因为沈括曾经支持新法，永乐失陷却成了守旧派的官僚借机报复沈括的理由，污蔑他“抗敌不力”、“处理不当”，将他贬为均州团练。
1088年，58岁的沈括辞官归隐，回到润州自己的梦溪园，集中精力创作《梦溪笔谈》。1095年，沈括病逝。