沈之岳1913年2月出生于浙江省仙居县，1930年5月，他进入南京中央军校第八期第二总队交通科学习。1933年，沈之岳进入
复旦大学就读。因沈之岳受共产党同学影响，开始积极参与工人运动。
在一次工人运动中，沈之岳作为罢工运动的带头者，他被国民党当局拘捕。被捕后，沈之岳搬出某个国民党大员临时作自己的亲戚，因此免受了各种酷刑。这件事传到
戴笠那里，戴笠和他进行了几次深谈，成功说服他加入
中国国民党特务系统。随后沈之岳进入浙江警校学习并加入了国民党。
1937年，沈之岳奉戴笠的命令深入延安，目的为潜伏到共产党组织的心脏搜集情报，相机谋杀毛泽东、张闻天、周恩来等中共领导人。1938年4月，沈之岳化名沈辉，随一个教授访问团来到延安，30天后，访问团离开延安，沈之岳却坚决要求就地参加革命。边区保卫处按照规定对其实行严格的政审，周兴处长、
王范副处长多次与沈辉谈话，在谈话中沈之岳应对得当，没有发现问题。后来，沈之岳进入
中国人民抗日军事政治大学学习，并受到中共中央社会部部长康生认为他很出色，随后，沈之岳加入了共产党。
1939年，沈之岳被派到浙江白区，在途经
中国国民党控制区，就是他和
国民政府军事委员会调查统计局交换情报的机会。只是，在共产党面前，他是抗大二期毕业生“沈辉”；而在国民党面前，他是军统特务“李国栋”。没人知道这是同一个人。1941年1月5日，一些史学家认为，‘皖南事变’中就是沈之岳将
新四军动向的情报传递给
戴笠的。”沈之岳曾在延安和新四军之间担任过联络员之类的工作。
1941年，沈之岳推荐的特务人员不慎暴露了身份，他被迫返回
重庆市。随后，沈之岳被任命为军统局第一处科长。这是沈之岳在
中国国民党军统系统中第一个见光的职衔。1943年，沈之岳在
国民政府军事委员会调查统计局成立东南特侦站当站长，并兼任军事委员会忠义救国军淞沪指挥部政治部主任。共产党方面至此才得知他已经为国民党工作，从此视之为叛徒。1963年，沈之岳以“情报局副局长”的身份潜入澳门，执行指挥暗杀刘少奇的行动。当年刘少奇出访
柬埔寨，“情报局”下达暗杀任务，从金边机场到皇宫，即刘少奇预定的下榻处，只有一条公路，路基很高，两侧都是民宅，“情报局”于是透过管道租到一处民宅，再挖地洞到公路下面，埋好炸药，等刘少奇车队经过时引爆。但一场倾盆大雨，将本就不结实的路基冲塌，挖洞埋炸药的那段更是整体下陷，计划最终败露。
1990年，沈之岳因患肾病曾到北京治疗，1994年2月，沈之岳病死于
台北市。