从到了夏，他便有了异图。晋升监豫、司二郡的军事，晋升封号为镇军将军。

泰豫元年(472)，明帝逝世，沈攸之与蔡兴宗都在地方驻守，一同参与顾命。正遇上西人李承明反叛，蜀地被扰。当时荆州刺史建平王刘景素被征调，新任命的荆州刺史蔡兴宗还没有到镇，于是便派沈攸之权且兼荆州事务。正好李承明已经平定，便以沈攸之为镇西将军、荆州刺史，加任都督。他聚敛兵力，养达到二千多匹，都分发给巡逻将士，让他们耕田地，自给。粮、钱财全充仓库。荆州军工厂每年送来人丁、兵数千，沈攸之截取一些留下，簿册上记录说是“供讨伐四山蛮使用”他装备了数百上千艘战舰，沉放在灵溪里，同时聚积了量的钱帛械。他渐渐产生了不对别人称臣的心志，朝廷的制度全都不遵守。富贵情形就和君王一样，夜里各厢房长廊的烛火燃放到天明，后房中佩带珠玉的女有几百人，都是这一时代的绝佳相貌。

江州刺史桂王刘休范暗中有谋反之心，想用委婉的暗示说动沈攸之，就让士陈公昭写了一封假托为天帝的书信，题名为沈丞相，把信送给沈攸之的守门人。沈攸之不打开书信，推断是陈昭公所写，把信送上朝廷。后废帝元徽二年(474)，刘休范举兵攻袭京都，沈攸之对属下官员们说：“桂王现在犯朝廷，必定声称我与他同谋，如果不辛苦保卫君王，必定会增加朝廷和社会上的疑惑。”于是派使者去接受郢州刺史晋熙王刘燮的指挥。等到刘休范被平定，使者才回来。沈攸之晋升封号为征西大将军、开府仪同三司，他持推辞了开府的封号。沈攸之独自带兵在外，朝廷对他怀有疑虑和惧怕，几次想征调他朝，又担心他不接受命令，因此才停了下来。

泰豫四年，建平王刘景素在京城造反，沈攸之又执行朝廷的命令，刘景素很快就被平定。当时有个台直阁庆家在江陵，沈攸之初到州上的时候，庆正在家中，写信介绍了他的亲戚十几人，请求西曹署用他们在州里任职，沈攸之替他安排了三人。庆大怒，自己到了州里取了那封安置信毁掉而去。庆平常熟习骑，沈攸之与他在公堂前面宴饮，于是又上演习武艺，庆的槊刺中了沈攸之的鞍，沈攸之生气地取刀斩槊，庆驰而。回京后描述了沈攸之要造反的情景，请求率领三千人前往攻袭。朝廷官员们恐怕事情难以成功，帝又持不许。杨运长等人常常对沈攸之怀有疑虑和畏惧，便与庆秘密派遣刺客送上废帝的手诏，把一块金饼赐给沈攸之，而对州府的下属官员们都晋升官级。当时有三大象到了江陵城北几里地的地方，沈攸之自己去杀死了它们，忽然有箭聚落在沈攸之所骑的障泥上面，后来刺客事情暴。废帝死后，顺帝即位，封沈攸之为车骑大将军、开府仪同三司。齐帝派沈攸之的儿司徒左长史沈元琰送给他废帝挖心砍的刑让他看，沈攸之说：“我宁愿像王凌那样死，不愿像贾充那样生。”当时还不能上起兵，于是便上表向朝廷庆贺，并且给齐帝寄信推尊他的功劳。

沈攸之有一块白绸布上有字十几行，常常藏在背心的角边上，说是宋明帝与自己有誓约。又皇太后的使者来到，赐给沈攸之蜡烛十台，割开后得到了太后的手令，说“国家之事，全委托给您了。”第二天，便起兵了。他的妻崔氏、许氏劝谏说：“官人年纪已经老了，怎么不为一家百想想。”沈攸之指指背心角让他们看。

沈攸之平时收养兵，用品丰足，到现在已有战士十万、战三千。即将从江陵发时，让和尚释僧粲行占卜，说：“不到京城，应当是到郢都返回。”他心里很不兴。起初从江津发，有一气形状像尘雾一样从西北过来，正覆盖在军队上。齐帝派众军向西讨伐，沈攸之倾尽所有的锐队攻郢州，行事刘世隆屡次将他击败。升明二年(478)，回开往江陵，还没有走到，城已经被雍州刺史张敬儿占领，沉攸之无可归，便与他的第三个儿中书侍郎沈文和到了华容的。。林，投到一个州吏的家里。这个州吏曾经被沈攸之所鞭打，而现在待沈攸之非常厚，不以从前的责罚为怨恨，杀猪招待他们吃饭。随后村里的人打算把他们捉住，沈攸之在栎林中与沈文和都自缢而死，村里的人把他们斩首后送到了京城。有人割开了沈攸之的肚，发现他的心有五个孔。征西主簿敬昭先以自己的家财埋葬了他。

沈攸之晚年喜读书，手不释卷，《史记》、《汉书》记忆了很多。他常常叹息说：“早知穷达有命，恨不十年读书。”后来攻郢城，夜里曾遇上风狼，米船沉没。仓曹参军崔灵凤的女儿先前嫁给了柳世隆的儿，沈攸之严正地告诉他说：“现在军粮急，而您却并不在意，是不是因为和城内结了婚姻的缘故啊？”崔灵凤说：“乐广说过，下官哪能拿五个儿去换一个女儿！”沈攸之兴地解除了心中的怨怒。

沈攸之召集有才和气力的人，随郡人双泰真力气很大，但是召他不肯前来。沈攸之派了二十几个人穿着盔甲去追他。双泰真死了好几个人，想回家把母亲带来，而事情迫没有办成，自己单逃蛮人地界。追赶的人追丢了他，便把他母亲抓去。双泰真失去了母亲，于是便自己回来，沈攸之没有怪罪他，说：“这是一个孝。”赐给他了一万钱，转补为队主，他就是这样地抑制自己的情对待士人。