元豐三年（080年），沈括總領?延路軍務，駐守延州。宋廷為確保西線安全，加派禁軍駐防，并多次賞賜，但沒有賞賜地方軍隊。沈括認為賞賜不均，會引起邊防變亂。于是假傳朝廷旨意，犒賞地方軍隊，并上報朝廷。神宗對此極為滿意，降詔允許沈括酌情處理類似緊急事件。
元豐四年（08年）十一月，鐘諤率軍行至鹽州，天降大雪，軍糧不繼，殿直劉歸仁率部三萬人南逃，涌入延州邊塞，邊民大為恐懼。有人建議沈括緊閉城門、派兵征討，沈括認為這些都是久經沙場的精銳之師，只是因為饑寒才做了逃兵，派兵征討是自相殘殺，只會導致軍心不穩。就派人在延州東郊搭設營寨，餞勞逃奔而來的士卒。十天后，三萬叛軍全部收回，劉歸仁也被斬于軍前，完美的處理了軍隊叛亂問題。

沈括揭發蘇軾的故事
沈括大蘇軾五歲，治平二年（065年），蘇軾進入史館，與在昭文館的沈括同在崇文院任職。熙寧二年（069年），沈括支持變法，受到王安石重用；蘇軾與司馬光等一起，則持反對意見，變法派和保守派形成對立。
據南宋王?《元?補錄》記載，熙寧六年（073年），沈括受命巡察兩浙農田水利，時蘇軾任杭州通判。沈括到了杭州，與蘇軾談論舊情，把其新作抄錄了一份。回到京師后，沈括就用附箋的方式，把認為是誹謗的詩句詳細的“注釋”，交給了皇帝，揭發蘇軾在詩文中“愚弄朝廷”、“無君臣之義”。
元豐二年（079年），御史何正臣、李定上表彈劾蘇軾，烏臺詩案爆發。次年，蘇軾被貶黃州，牽連親友三十多名，涉及詩詞一百多首。當然，沈括不是事件的主謀，但據說沈括正是始作俑者。此事李燾亦引入《續資治通鑒長編》，但對其真實性持懷疑態度。

沈括獨具慧眼的故事
沈括在開封相國寺見到高益的一幅壁畫，內容為樂工同奏，很有意境。但人們都詬病彈琵琶的樂工撥錯了弦，管樂吹奏的都是“四”字音，在琵琶的上弦，但畫上撥的卻是下弦。
沈括經過仔細觀察后，認為高益畫的沒錯。他指出，弦樂跟管樂不同，演奏管樂時，手指按在什么音，就發什么音，是同時的；琵琶則不同，只有當手指撥弦之后，才會發音，動作是早于聲音的。正因為這樣，彈琵琶的樂工的手指不在“四”字音的上弦，而在下弦。足見畫家布置巧妙，匠心獨運。
沈括錯評唐詩的故事
元和十二年（87年）春末，白居易與朋友結伴游廬山，寫了不少詩，其中有一首是《大林寺桃花》。沈括讀到這首詩，非常驚訝，帶著譏諷的口吻評道：“既然‘四月芳菲盡’，怎么會‘桃花始盛開’呢？大詩人也寫出這樣自相矛盾的句子，可謂‘智者千慮，必有一失’呀！”說完，他也就把這事給忘掉了。
有一年春夏之交，沈括到一座山上考察，見到了白居易詩中的奇景：四月天氣，山下眾花凋謝，山頂上卻是桃花紅艷，才猛然想去白居易的詩來，才領悟到自己錯怪了大詩人，也從中發現了高度對季節的影響：由于山上氣溫低，春季到來要晚于山下。
后來，他又找來白居易的詩，發現前面有一篇序，序中寫道：“（大林寺）山高地深，時節絕晚，于時孟夏月，如正二月天，梨桃始華，澗草猶短。人物風候，與平地聚落不同。”沈括讀后，很有感慨地說：“都怪我讀書不仔細，經驗太少啊！”

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