2007年，林沐然参演由郑晓龙执导的家庭情感剧《金婚》，正式出道；此后，他陆续在《大境门》、《金婚风雨情》等剧中出演儿童角色。
2010年，林沐然在年代剧《天行健》中饰演了清华创始人闵佑楠之子闵亦元的童年时期。
2012年，林沐然**、赵又廷合作出演爱情电影《LOVE》，饰演房屋中介小叶的儿子豆豆。同年，他主演情感电影《路的远方》，饰演回到农村体验到亲情的城市男孩郝山。
2013年4月，林沐然与贾一平、赵子琪共同出演现代都市剧《幸福保卫战》，饰演男主角乔乐生的儿子乔亮亮。6月，他与刘德华、张静初合作出演动作电影《天机·富春山居图》，扮演了两人在片中的儿子小宝。7月，他主演儿童电影《魔幻魅力》，饰演手段强硬的铁腕班长“机器人一号”。8月，他出演现代家庭剧《独生子》，饰演在单亲家庭成长的男孩李小童。
2014年，林沐然在民国剧《花灯满城》中饰演三姨太梅珊之子、陈家三少爷陈飞澜。同年，他在动作喜剧电影《唐人街探案》中饰演天赋异禀的小秦风。
2015年5月，林沐然出演都市励志轻喜剧《侯天明的梦》，饰演留守儿童二毛。12月，他与李晨、秦丽合作出演都市家庭剧《爸爸快长大》，饰演职场精英冯晶晶的儿子奥特。
2016年1月，林沐然出演微电影《一次离别》，饰演拾金不昧却意外招来灾祸的小学生吴明，凭借该片获得第三届中国国际微电影展金桂花奖最佳配角奖。4月，他在校园青春片《谁的青春不迷茫》中饰演男主角高翔的童年时期。8月，他参演动作冒险电影《盗墓笔记》，饰演个性温和善良的小吴邪。
