共11战，9胜1负1未知
1. （从）斗将冲锋
少事李光颜为帐中亲将。元和末，光颜讨吴元济，常用沔为前锋。蔡将有董重质者，守洄曲，其部下乘骡即战，号“骡子军”，最为劲悍，官军常警备之。沔骁锐善骑射，每与骡军接战，必冒刃陷坚，俘馘而还。——《旧唐书列传第一百一十一》
2. 平党项羌
太和末，河西党项羌叛。沔以天德之师屡诛其酋渠。 ——《旧唐书列传第一百一十一》
3. 银、夏之战
开成中，党项杂虏大扰河西。沔率吐浑、契苾、沙陁三部落等诸族万人、马三千骑，径至银、夏讨袭，大破之。俘获万计，告捷而还。——《旧唐书列传第一百一十一》
4. 平田满川
岚州人田满川据州城作乱刘沔讨诛之。——《资治通鉴卷二四六》
七月，岚州人田满川据郡叛，刘沔诛之。——《旧唐书本纪第十八》
5. 退回鹘
回鹘寇天德，诏以兵据云伽关，虏引去。——《新唐书列传第九十六》
6. （败）云州之战
六月，陈夷行罢。河东节度使刘沔及回鹘战于云州，败绩。——《新唐书》本纪·卷八
〖胡三省注〗《考异》曰：《实录》：“六月，回鹘寇云州，刘沔出太原兵御之。”又云：刘沔救云州，为回鹘所败。”七月又云：“乌介过天德，至杷头烽，突入大同川，驱太原部落牛马数万，转战至云州。”新纪：“正月，回鹘寇横水栅，略天德、振武军。三月，回鹘寇云、朔。六月，刘沔及回鹘战于云州，败绩。”——《资治通鉴卷二四六注释》
7. 云州之战
虏寇云州，沔击之，斩七裨将，败其众。——《新唐书列传第九十六》
8. （未知）追击回鹘
虏残众走，诏沔追北，仍录李靖赐之。军还，次代州。——《新唐书列传第九十六》
癸卯，李德裕等奏：“河东奏事官孙俦适至，云回鹘移营近南四十里。刘沔以为此必契丹不与之同，恐为其掩袭故也。据此事势，正堪驱除。臣等问孙俦，若与幽州合势，迫逐回鹘，更须益几兵。俦言不须多益兵，唯大同兵少，得易定千人助之足矣。”上皆从之。诏河东、幽州、振武、天德各出大兵，移营稍前，以迫回鹘。——《资治通鉴卷二四六》
9. 滹沱河之战
归义军降虏三千，使隶食诸道，不受诏，据滹沱河叛，沔悉禽诛之。——《新唐书列传第九十六》
10. 杀胡山之战
沔谓雄曰：“黠虏离散，不足驱除。国家以公主之故，不欲急攻。今观其所为，气凌我辈。若禀朝旨，或恐依违。我辈捍边，但能除患，专之可也。公可选骁健，乘其不意，径趋虏帐，彼以疾雷之势，不暇枝梧，必弃公主亡窜。事苟不捷，吾自继进，亦无患也。”雄受教，自选劲骑，得沙陁李国昌三部落，兼契苾拓拔杂虏三千骑，月暗夜发马邑，径趋乌介之牙。时虏帐逼振武，雄既入城，登堞视其众寡。见氈车数十，从者皆衣硃碧，类华人服饰。雄令谍者讯之：“此何大人？”虏曰：“此公主帐也。”雄喻其人曰：“国家兵马欲取可汗。公主至此，家国也，须谋归路。俟兵合时不得动帐幕。”雄乃大率城内牛马杂畜及大鼓，夜穴城为十余门。迟明，城上立旗帜炬火，乃于诸门纵其牛畜，鼓噪从之，直犯乌介牙帐。炬火烛天，鼓噪动地，可汗惶骇莫测，率骑而奔。雄率劲骑追至杀胡山，急击之。斩首万级，生擒五千，羊马车帐皆委之而去。遂迎公主还太原。——《旧唐书列传第一百一十一》
11. 石会关之战
河东奏克石会关。——《资治通鉴卷二四七》
腕怅恨，稹闻其贰，召杀之。宰进破刘公直，拔陵川，刘沔又取石会关。——《山西通志》