出道于白洋淀足校的沈龙元在2003年初进入申花青年队。昔日申花青年队教练张志刚曾这样评价他：沈龙元有速度，下底传中能力不俗，平时训练也非常勤恳。在申花青年队，沈龙元一直担任球队前锋，进球效率颇高，曾在十运会男足预赛对阵*疆新**队的比赛中，沈龙元一人头顶脚踢攻入五球。凭借在青年队的突出表现，沈龙元顺利入选贾秀全指导执教的国青队。
贾秀全指导非常欣赏沈龙元，认为沈龙元是一名很有潜力的球员。沈龙元在场上很会用脑子，而且动作灵活，速度也很快。是个踢前锋的好材料。
十运会结束后，沈龙元进入申花一线队。当时申花一线队内人才济济，作为年轻球员的沈龙元出场机会并不多。尤其在2007年初，申花与联城合并后，沈龙元的出场机会更是寥寥无几。
但在国字号球队，沈龙元的表现还是可圈可点的，颇受时任国奥队主帅杜伊科维奇的赏识。杜伊教练认为沈龙元踢球特点非常接近欧洲球员，不仅在比赛中有超强的速度和冲击力，而且还能在边路送出一脚精准传中。在2006年多哈亚运会上，首次以国奥队主力的身份出战的沈龙元在国奥队边路能攻善守的表现，让很多球迷都感到眼前一亮。沈龙元速度快和灵巧的特点就充分地显现出来，他经常可以利用速度和节奏的变化甩开对手后下底传中。
沈龙元是杜伊教练麾下的爱将
2008年奥运会开始前夕，当时圈定的替补队员是赵旭日、蒿俊闵、戴琳、刘震理。当殷铁生指导接手后，从技战术等方面对国奥进行了改造。杜伊时期的主力沈龙元无缘国奥队十八人大名单，仅名列替补球员之中。奥运会开赛前夕，国奥队通过中国足协正式向国际足联递交了更改后的名单，原来进入十八人参赛名单的吕建军被正式调整出局，而此前处在四人替补名单之中的沈龙元顶替吕建军进入正式参赛名单。
在对阵巴西的小组赛中沈龙元获得了十五分钟的替补出场时间，作为国奥队右后卫的沈龙元与当时的如日中天的罗纳尔迪尼奥对位，是其职业生涯最高光的时刻之一。
通过在国奥队的出色表现，回到俱乐部后沈龙元一度占据了球队的主力位置。2010年底，与申花队合同到期的沈龙元决定换一个环境。从2004赛季在足协杯上替补出场后的一鸣惊人，到杜伊时代国奥队的宠儿，沈龙元被不少业内人士看好，但沈龙元这些年在人才济济的申花队中始终寻觅不到出人头地的好机会。2011年初，沈龙元转投浙江绿城队。
球场上拼抢积极的沈龙元
在恩师吴金贵指导麾下， 2011赛季，沈龙元在联赛中出场二十一次，亚冠联赛出场四次。沈龙元是浙江绿城队主力右后卫。2012赛季初的冬训中，沈龙元无法打动冈田武史教练，沈龙元的踢法不符合冈田武史教练的技术风格。随后沈龙元加盟中甲升班马重庆FC队。
重庆FC队在2013年底降级后因种种原因而解散。沈龙元也成为了失业球员大军中的一员。2015年夏天，沈龙元加盟业余球队上海嘉定城发博击足球俱乐部，并随队出征2015中国足协杯赛事。2016年初，沈龙元与嘉定搏击队由于合同纠纷一度闹得不可开交，最后经双方协商，嘉定搏击俱乐部已经同意与沈龙元解除劳动合同及其他相关协议，并同意沈龙元自由转会加盟中乙职业球队上海聚运动俱乐部。
效力上海聚运动队两个赛季，沈龙元一直是球队的主力兼队长，但2017赛季结束后，上海聚运动队由于种种原因选择退出乙级联赛，沈龙元再度失业。
身披上海聚运动队战袍的沈龙元
2018年初，沈龙元加盟中冠球队泰州远大队。从中冠到中乙再到中甲，三年三连跳，沈龙元是泰州远大队“奇迹”的亲历者和见证者。2020年，由于疫情的影响，泰州远大队的投资人的生意受到了很大的影响，在经营上遭遇了很大的困难，俱乐部也陷入困境。2020赛季，泰州远大队获得中甲第六名。在2021赛季开始前，泰州就被曝出投资人将退出的传闻。2020年底，泰州远大队正式退出中国足坛，2021赛季，各级球队将不再参加中国足球协会旗下赛事。沈龙元第三次失业了。
泰州远大队队长沈龙元
如今已退役且拿到B级教练员证书的沈龙元投身于社区为业余球员、青少年群体服务。