본관은 풍산(豊山). 자는 희안(希顔), 호는 청천당(聽天堂). 좌의정 심정(沈貞)의 손자로, 아버지는 심사손(沈思遜)이며, 어머니는 참의 이예장(李禮長)의 딸이다.
1546년(명종 1) 식년문과에 장원으로 급제, 사가독서(賜暇讀書)하였다. 1552년 검상(檢詳)을 거쳐 직제학을 지냈다. 1562년 정릉(靖陵: 中宗陵)을 이장할 때, 경기도관찰사로 대여(大輿)가 한강을 건너는 선창(船艙) 설치를 하지 않은 죄로 파직되었다. 뒤에 대사헌과 8도 관찰사를 역임하였으며, 청백리에 녹선되었다.
1590년(선조 23) 우의정에 오르고 기로소에 들어갔다. 1592년 임진왜란이 일어나자 삼도체찰사가 되어 의병을 모집하였으며, 이듬해 영중추부사가 되었다가 1598년 벼슬길에서 물러났다. 문장과 서예에도 능하였다.
저서로는 『청천당시집(聽天堂詩集)』·『견한잡록(遣閑雜錄)』등이 있다.