본관은 청송(靑松). 자는 봉여(鳳汝). 효종의 부마 심익현(沈益顯)의 현손이고, 심정옥(沈廷玉)의 증손으로, 할아버지는 심사순(沈師淳)이고, 아버지는 현령 심일진(沈一鎭)이다. 어머니는 도정(都正) 이구(李構)의 딸이다. 심익운(沈翼雲)의 형이다.
본래 청평위의 후손으로 명문의 혈통을 이어받았으나, 아버지가 박상검(朴尙儉)의 사건에 연루되었던 역적 심익창(沈益昌)의 손자인 심사순(沈師淳)의 양자로 입적되어, 벼슬길이 평탄하지 못하였다.
동생 심익운이 과거에 급제하고서도 역적의 후손이라 하여 관직에 오르지 못하자, 1762년(영조 38) 심일진이 심익운과 함께 심사순의 양자로 입적된 사실을 인멸하려 하였다. 이에 일가가 모두 인륜을 어지럽히는 무리로 지목되어 사류의 배척을 받았다.
그 뒤 1764년 영의정 홍봉한(洪鳳漢)에 의해 오명이 벗겨져 비로소 사축서별제(司畜署別提)의 자리에 오르게 되었다. 1771년 감시(柑試)에 합격하여 전시(殿試)에 직부(直赴)했으며, 1774년 승지로 임명되었다.
이 때 정후겸(鄭厚謙)·홍인한(洪麟漢) 등이 세손(世孫: 뒤에 正祖)의 대리청정을 막으려다 뜻을 이루지 못하게 되자, 이들의 사주를 받고 부사직(副司直)으로서 세손의 사부(師傅)와 빈료(賓僚: 가까이 지내는 관료)를 비난하면서, 세손을 ‘온실수(溫室樹)’에 비유하는 흉서를 올렸다.
세손이 마침내 사위(辭位: 세손의 자리를 사양함)하기에 이르자, 삼사가 나서서 흉서를 올린 사실을 들어 탄핵하게 되었다.
대직(臺職: 사헌부의 벼슬)도 아닌 군직(軍職)에 있으면서 당명(黨名)을 늘어놓아 세손을 해하려 했다는 탄핵과 함께 영조로부터 가면을 쓴 ‘박상검’이라 지목되었다. 이로 인해 동생 심익운과 함께 서인(庶人)으로 폐출되고 동시에 흑산도로 유배되었다가 뒤에 제주도로 이배되었다.
그 뒤 1776년에 정조가 즉위하자 삼사의 상소로 중앙에 붙들려와 정조의 친국을 받은 뒤 주살되었고, 이때 홍인한 부자와 정후겸 등도 사사(賜死)되었다.