相传他曾亲近过玄奘。青年时已博通经藏，讲《法华》、《般若》、《涅盘》等经。咸亨三年（６７２）始从窥基、普光受学。慧解超群，被称为‘山东一遍照’。他的唯识、因明诸疏，大概即在此时禀受师说渐次写成。窥基去世（６８２年）后，慧沼游行诸郡，讲经二十余年，同时写成了《金刚般若》等经疏，和《慧日论》、《了义灯》等著作。
慧沼晚年又在义净译场任证义大德。唐中宗神龙三年（７０７）曾召义净入宫同译经沙门九旬坐夏，他也参加在内（见《开元录》）。景龙四年（７１０）义净于大荐福寺译《浴像功德》等经，《根本说一切有部苾刍尼毗奈耶》等律，《唯识宝生》等论，慧沼与文纲、胜庄等同任证义。景云二年（７１１）义净于大荐福寺译《称赞如来功德神咒》等经，和《能断般若论颂》等论，亦慧沼证义。慧沼所疏《金光明最胜王经》，即是义净的新译本。他晚年的思想受到义净的一些影响。
慧沼于开元二年（７１４）十二月十七日去世（见李邕碑文后日本释善珠记），寿六十四岁。他生平曾被驿征三次，诏讲二次，补纲维大德六次，敕译经论四次。他是慈恩宗的嫡传，或许因此受到当时朝廷的重视。