沈應時少時投考江蘇陸軍小學堂，辛亥革命時赴上海響應。後入龍門師範學校、南洋公學就讀。二次革命失敗後，沈應時轉入武昌陸軍第二預備學校就讀，後升入保定軍校第六期砲兵科。沈應時畢業後被分發至吳光新部任職，1920年南下投入粵軍許崇智部，擔任參謀、砲兵教官等，隨許崇智轉戰兩廣。1924年黃埔軍校成立，沈應時任兵器教官，後又擔任教導第一團第三營營長、黨軍第二團團長等，在第二次東征期間以戰功升任第三師副師長。1926年初，沈應時返鄉探親；同年3月13日在家鄉染病逝世。