1958年，江西省筹建江西大学(1993年更名南昌大学)时，奉命支援赴赣。历任江西大学历史系教授、硕士研究生导师，曾兼任南昌大学校务委员、江西省高校教师职务评审委员会史地学科评议组副组长、江西省文博系列高级职务评审委员会委员、江西省史学会理事等职。1993年获国务院颁发的特殊津贴，退休后被聘为江西省文史研究馆馆员。

沈星棣长期从事中国政治史研究，治学严谨，务求详尽占有资料，全面地考察历史问题。如关于吴三桂，曾从《清实录》等文献中钩摭了大量有关吴三桂及其政治集团的原始资料，分析吴三桂抗清、降清、反清这一变化多端的政治活动的根源，在于维护其大官僚地主阶级在社会动荡中的切身利益，于1963年写成《叛徒吴三桂政治活动中的阶级根源》一文，发表于《江西大学学报》创刊号，?被史学界称为“建国三十年来历史研究上的主要成果”，收入1983年出版的《明清人物论集》中。又如分析历史上民主与暴政时，均能从历史传统、政治现实、思想意识等多方面作整体的考察，遂能跳出窠臼，提出新解（如《春秋时代民主因素的探索》、《秦代暴政说》）。他的一系列关于政治制度史的学术论文，如《“天朝田亩制度”并不反对封建制度》等在史学界产生较大影响。

沈星棣与夫人冯凤珠合着《秦汉人物》（上海人民出版社，1988），以严密考核史实为前提，从塑造人物的个性着手，从中引出历史经验教训，颇受读者欢迎；《中国古代官吏退休制度史》（江西教育出版社，1992）受到历史学界推重。他还发表了反映南昌教案的历史小说《豫章火》以及大量文史小品。