1928年3月22日生，祖籍镇海城关。1952年毕业于上海第一医学院（今上海医科大学）。历任上海医科大学附属华山医院教授、博士生导师，中医教研室主任，国务院学位委员会医学评议委员等职。现任上海医科大学华山医院终身教授，上海医科大学中西医结合研究所名誉所长，中西医结合博士后流动站站长及学位委员会委员、卫生部药品评审委员会委员，中国中西医结合学会副会长，中国中西医结合杂志副总编。1997年当选为中国科学院院士。

    沈自尹是我国着名的采用现代科学方法对中医理论进行研究的开拓者。中医治病重视辨证论治，“证”是中医学术精华所在。沈自尹40年如一日，以“证”的研究为主要突破口，进行中西医结合研究，成为我国在“肾阳虚证”实质研究方面取得显着成绩的开拓者。五十年代，沈自尹论证了肾阳虚证患者能反映肾上腺皮质功能的尿17羟皮质类固醇低下，与肾阳虚证明显不同，温补肾阳药可以改善此种现象。此结果在国内及日本均被重复证实。六十年代，沈自尹进一步研究证实肾阳虚证可有下丘脑——垂体——肾上腺皮质轴不同环节或不同程度的功能失调。七十年代末，又研究证实与下丘脑——垂体——肾上腺皮质、甲状腺、性腺三轴全套功能的不同层次失调有关，温补肾阳药可提高下丘脑双氢睾酮受体的亲和力。

    1997年，沈自尹发表了研究新成果，表明温补肾阳药可明显提高已受抑的大鼠（模拟肾阳虚）下丘脑促肾上现皮质激素释放激素（CRH）的基因表达，而对照药健牌、活血药无此作用；免疫组化方法观察到温补肾阳药还可以直接兴奋下丘脑CRH神经细胞。因此认为温补肾阳药对肾阳虚证的主要调节点定位当在下丘脑。

    沈自尹还是中西医结合思路和方法的开拓者。六十年代起，围绕“肾”及“证”本质的研究，以大量的临床实例和科学依据首先提出中西医结合的初步途径是“辨病与辨证相结合”，从而改变了中西医简单相加的局面，以后又提出“微观辨证和辨证微观化”等创见，拓宽了全国中西医结合的诊治与科研思路，对中医辨证科学化、客观化起了积极推进作用。

    沈自尹先后在国内外发表论文100余篇，出版专着6部，其中《肾的研究》为日本学者翻译在日本出版。获国家级或上海市科技成果奖16项，均为第一作者。1994年日本文部省邀请赴日本副山医科药科大学担任客座教授一年。