自宋真宗之後,宋朝長期依賴每年大量送出的银绢維持與辽朝的暫時和平。然而,辽朝擔心宋朝軟弱,企圖侵占更多土地。在公元1075年,辽朝派大臣萧禧到東京要求劃定邊界。
宋神宗命大臣與萧禧進行談判,但雙方爭論了幾天仍無結果。沈括因其地理學知識和細致的工作態度,被任命為新的談判代表。他首先在枢密院查閱歷史文件,證明該片土地應屬於宋朝,並繪製了一個詳細的地圖以支持他的主張。
隨後,沈括被派往上京(辽朝的京城)進行更深入的談判。在那里,他收集了大量地理資料,並且讓隨從官員熟悉這些信息。面對辽方提出的問題,他準確而有力的回應打敗了敵人的攻擊。
最終,由於沈括堅定的立場和準確的地理知識,他成功保護了宋國領土免受侵犯。此外,他還著手編纂《天下郡国图》,成為當時最精確的地圖之一。而他在各個科學領域如天文、歷法、音樂、醫藥等方面的貢獻,也是不可忽視的一部分。
晚年的沈括居住在夢溪園中,其間他整理了一生的研究成果並撰寫了《夢溪筆談》一書,這本書不僅記錄了他自己的研究成就,也包含了當時農民發明家們的創新技術,如毕升活字印刷術。