沈兆霖（1801年-1862年），字尺生，又字朗亭，号雨亭。清代浙江钱塘（今杭州）人。清代大臣、诗人。

道光十六年（1836）进士，选翰林院庶吉士，授编修。

道光十九年（1839），大考二等。道光二十五年（1845），迁司业。道光二十六年（1846），迁侍讲，入直上书房，授惇郡王奕誴读书。

道光二十九年（1849），迁侍讲学士，直南书房。历詹事、内阁学士。

咸丰二年（1852），擢吏部侍郎，督江西学政。

咸丰三年（1853），太平天国起义军自武昌下九江，沈兆霖上书请求速援南昌。咸丰帝谘以军事，沈兆霖奏言：“江西省会虽暂可无虑，贼扰外府，省兵不能兼顾。外府各有团练，如肯齐心协力，何藉分兵？即如抚州乡团不下数万，皆留保本村，官兵祗三百，已调赴省会。如团练不能合力，贼至何以御之？其故皆因坚壁清野，旧议祗守本村，并不出战，不知事与嘉庆年间川、楚教匪（白莲教起义）不同。川、楚教匪劫掠村庄，自以坚守堡寨为是，今贼专攻省会、郡县城池，城既破，乡勇亦相与解散矣。抚州如此，各省各府亦必皆然。乞饬直省当於练勇中精选十之二三，联为乡兵，统以练达有位望之人。遇本县有警，互相救援。其外府、外县仍不得调往，以免扰累。”得旨允行。不久，以病乞罢。

咸丰五年（1855），疾病痊愈，署吏部侍郎，仍直南书房。沈兆霖疏言：“安徽各郡，江北安庆、庐州、和州，江南池州、太平府，皆为贼踞。巡抚驻庐州，东北徽州、宁国府、广德三属，几为巡抚号令所不及。事急则向浙江请饷，事平则泄沓如前，不加整饬，旋收旋失，糜饷殃民。臣察徽州、宁国二府，山川险固，地皆可守，民亦健奋，歙县、休宁二县，尤多富民。宜於皖南设大员，专辖四府、一州，庶以饬吏治，固民心。度险设防，安徽巡抚得专心于江北，浙江巡抚亦不至牵制於皖南。”疏下廷议，改池太道为皖南道，得专摺奏事，如福建台湾道例，从之。寻兼署工部、兵部二部。

咸丰六年（1856），授吏部侍郎，调工部侍郎，复调户部侍郎。

咸丰八年（1858），命往通州考察通济库，奏请如户部三库例，以仓场侍郎兼管，佩印钥，著为令。英法联军及美、俄公使强迫清政府签订《天津条约》，他反对“领事驻京”、“内江通商”两款。

咸丰九年（1859），擢左都御史。

咸丰十年（1860），署户部尚书。七月，英法联军内犯，沈兆霖疏请力主抗战，不要急于言和。九月，授兵部尚书。英法联军侵占北京，抢劫圆明园，咸丰帝逃往热河，他命令直隶各州县组织民团，扰袭、打击侵略军。《北京条约》签订后，咸丰帝仍然停驻热河，沈兆霖与诸大臣奏请回銮，咸丰帝命待明年。沈兆霖复奏请明年春融，即启跸还京。寻调户部尚书。

咸丰十一年（1861），同治帝即位，命充军机大臣。甘肃西宁回民起事，总督觉罗乐斌遣提督成瑞率兵讨之，怯阵不进。乐斌用西宁办事大臣多慧议招抚，乱久未定。同治帝命沈兆霖偕尚书麟魁前往调查，尽发乐斌等瞻徇贻误的罪状，乐斌谪戍新疆，成瑞、多慧逮京治罪。

同治元年（1862），命沈兆霖署陕甘总督，亲自督兵自碾伯（今青海乐都）进击回部，屡败之，回部乞降。七月，师还，至平番县（今甘肃永登县）二道岭沟，雨雹，山水骤发，沈兆霖及从行兵役都没有幸免于难。水退，得沈兆霖尸，犹端坐舆中。布政使恩麟以闻，同治帝深惜之，赐恤，赠太子太保，谥文忠。

《清史稿》：同治初政，沈兆霖、曹毓瑛入赞枢府，兆霖暂领陕督，督师定西宁，以死勤事；毓瑛慎密练达，克副简拔。

工诗文，善篆隶，尤精刻印。有《沈文忠公集》。

《清史稿·卷四百二十一·列传二百八》