在宋真宗之后，宋朝为了维持与辽朝的和平关系，每年都要向辽朝送去大量的银绢。然而，辽朝却利用宋朝软弱，不断地提出无理要求。公元1075年，辽朝大臣萧禧来到东京，要求划定边界。
当时，大多数官员都不了解黄嵬山（今山西原平西南）的具体情况，因此他们无法反驳萧禧提出的三十里土地属于辽朝的要求。面对这种局面，宋神宗决定派沈括出使上京，以解决这一棘手的问题。
沈括是一位精通地理学、熟悉历史文献的人。他先是前往枢密院，从档案中查找过去议定的边界文件，最终证明了那片土地应该归属宋朝。此后，他又被派去画成详细的地图，并将其交给萧禧看，这一举动让萧禧无言以对。
随后，沈括继续他的外交任务，他深入研究了各地的地形和风俗，为确保边境安全而不懈努力。在一次假装打猎的过程中，他花费二十多天时间详尽考察了定州地区的地形，并用木屑和融化的蜡制成了一个立体模型，这种方法比传统绘图更为直观明显。
最终，由于他在这次谈判中的卓越表现以及其他工作成果，使得他被提升为翰林学士。但是，在此后的岁月里，由于诬告和政治斗争，他遭到了贬谪，但他并未放弃自己的研究工作。在流离失所期间，他坚持修订《天下郡国图》，这本书成为当时最准确的一部全国地图之一。
除了在地理领域取得巨大成就之外，沈括还是一位多才多艺的人物。他涉猎广泛，对天文学、历法、音乐、医药等领域也有着深刻理解。他的晚年生活在润州梦溪园度过，那里的宁静环境激发了他的创作热情，最终写出了著名著作《梦溪笔谈》。
其中，《梦溪笔谈》不仅记录了他个人的研究成果，还包括劳动人民许多创造发明，其中尤以毕升活字印刷技术闻名。这项技术是我国古代四大发明之一，它比之前雕板印刷更加方便高效，可以轻易改变文字内容，而不是像雕版那样需要重新制作整个版块。这项创新由老工匠毕升研发出，而沈括则通过自己的观察与记录，将其传递给后人，让它得以流传至今。
