金家坝乡人。早年毕业于东吴大学，人英国牛津大学获文学硕士学位。他是一位虔诚的基督教徒，长期致力于教育事业和基督教传播。民国16年（1927年），他与吴耀宗等发起组织中国基督教学生运动协会。20年，担任上海麦伦中学（今继光中学）校长。这是一所教会学校。他在学校周会上，宣传团结抗日，救亡图存，还邀请田汉、陈望道等来校演讲；在课程安排上，增加史地和公民"特种作业"课，让学生练习射击、战地急救和唱救亡歌曲等。许多学生在他的启发下奔赴抗日前线。沈体兰还投身社会，参与救国十人团等许多救亡团体的组织活动。解放战争期间，任圣约翰大学教授，和张志让等组织上海各大学民主教授联谊会，开展争取民主、反对内战的斗争。解放初，沈体兰在北平和廖承志代表全国青年代表大会，欢迎毛泽东、朱德进入北平、沈体兰致词，毛泽东与他握手合社。上海解放后，他回到上海，先后担任上海市体委主任、政协上海市委员会副主席、中国民主同盟上海市常委等职。1976年6月病逝上海。