沈义伦（909年～987年），后因避太宗光义名讳而单名伦，字顺宜，开封太康（今属河南）人。少习《三礼》，以讲学授徒为生。后汉乾祐元年（948年），白文珂以“使相”任永兴军（陕州，今三门峡市西）节度使，沈义伦投白文珂幕下，开始了节府幕僚生涯。后周显德三年（956年），赵匡胤初领匡国军（同州，今陕西大荔）节度使，经宣徽使昝居润推荐，几乎与赵普同时投入赵匡胤幕府，沈义伦任从事，掌管财政。
宋朝建立，沈义伦在以“佐命功”升迁的赵匡胤霸府幕僚中，名列第四。自归德军（宋州，今商丘南）观察推官升为户部郎中。沈义伦较关心民间疾苦，次年出使吴越时，途中见到淮南扬州、泗州（今盱眙西北）发生饥荒，饥民饿死不少，在他归朝后的力请下，宋太祖下诏淮南地方进行赈济。建隆三年十一月，升给事中。乾德元年（963年）改任陕西转运使。乾德二年十一月，宋军进攻后蜀，沈义伦改任随军转运使。次年正月，宋灭后蜀，宋军将帅恃功贪暴，只有都监曹彬、转运使沈义伦清廉，曹彬归朝后，“唯荐义伦可任”。乾德五年八月，沈义伦升为户部侍郎、枢密副使。开宝二年（969年）二月，宋太祖亲征北汉，以皇弟赵光义为东京留守，沈义伦为大内都部署、判留司三司事，负责皇宫安全和处理朝廷日常财政事务。沈义伦言行谨小慎微，当新贵们纷纷营造宏丽的新居，他的住房虽卑陋但不进行修缮。开宝六年五月，宋太祖派官督工按设计图为他营造新居时，他还是要求建造较狭小的房屋。同年八月，连任十年宰相的赵普，因跋扈擅权被罢相出为节度使。九月，枢密副使沈义伦与参知政事薛居正同日升为宰相，沈义伦是赵匡胤霸府幕僚中继赵普之后第二个升任宰相。
开宝九年（976年）十月，赵光义（太宗）夺位后，沈义伦避宋太宗名讳，改名沈伦。仍任次相。太平兴国四年二月，宋太宗亲征北汉及随后攻辽，百官从征，次相沈伦任东京留守兼判开封府事，全权负责留守事务。太平兴国六年六月，首相薛居正死，沈伦升为首相。同年九月，赵普因编造“金匮之盟”被宋太宗任为首相，沈伦再次充任次相，一场迫害皇弟秦王赵廷美的活动在赵普的主持下紧张进行。次年初，沈伦开始生病，也许是他觉察到一场政治风暴即将来临，以病告假静观发展，“清介醇谨”的沈伦既无力阻止，也不愿参与迫害秦王赵廷美、次相卢多逊，更不想被卷入其中而受牵连，在赵廷美勾结卢多逊谋反罪名将要成立之前，沈伦“已上表求致仕”。但同年四月，沈伦仍以不能觉察卢多逊罪行而被罢相。沈伦再次上表请求致仕，同年七月，以左仆射致任。雍熙四年（987年）病死，终年 79 岁，谥恭惠。
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