又名沈维桢，排衙镇人。幼年丧父。全家靠母亲纺织维持生活。沈童年时在药店当学徒，备尝生活艰辛。他渴望读书求知。

    1907年向亲友借债后，考入上海龙门师范学校手工专科学习，因成绩优良获公费津贴，一年后转入本科。 1910年毕业，受聘于南洋公学(今交通大学前身)附属小学任体操、手工、地理教员，沈曾任上海童子军总教练，赴丹麦参加第一次世界童子军大会。 1927年，私立南洋模范中学校董会聘沈为校长。

    沈办学认真，治校有方，以“勤俭敬信”为校训。南洋模范中学向以校风好、教育质量高而享誉上海。

    解放后，沈同一继续担任南洋模范中学校长，为党的教育事业做了许多有益工作。1951年他加入中国民主促进会，被选为中央候补委员。1960年在北京参加全国民主党派中央全会扩大会议时，同与会代表一起受到毛主席的接见。从1953年起，沈同一连续被选为上海市人民代表大会第一、二、三、四届代表。

    沈同一对家乡教育事业也很热心。他在南洋公学附小任职后，曾回乡倡办义务小学，并克服阻力，开办女生班。

    1966年10月25日，沈同一在上海病逝，终年77岁。