沙孟海存世篆刻作品约530方，代表性印章包括《凿山骨》《悲回风》《孟海》《决明馆》《沙文若印玺》等白文朱文印，以及《南北两峰作印看》《政治挂帅》《江山如此多娇》等反映时代特色的作品。其印风朴拙富韵致，早年受吴昌硕影响，中年后深研古玺，形成雄强书风与金石气韵交融的独特风格。

沙孟海作为西泠印社第四任社长，其篆刻艺术成就可从三方面考证。浙江省博物馆藏有其家属捐赠的30方原印，如《凿山骨》白文印刀法猛利，《悲回风》朱文印线条润泽，印证了况周颐对其"劲、润、韵、静、靓"五字评价。《沙孟海全集·篆刻卷》系统收录了其从1920年代至晚年创作的530余方印章，其中《冯君木》《萧山朱鼎煦收藏书籍》等师友用印，体现其"印从书出"的理念，将碑派书法笔意融入刀法。拍卖市场可见其青田石闲章《人间何处有此境》、寿山石朱文印《藏之名山》等流传作品，印文多取法秦汉玺印，如《淮阳王玺》的宽博布局，又融合《飞鸿堂印谱》的文人意趣。其艺术演变可分为三个阶段：早期《沙仔甫》等印作显吴昌硕影响，中期《决明馆》展现甲骨文笔意，晚期《硬骨头六连》则强化了时代特征。这种"斜画紧结"的章法，与其《印学史》中提出的"印章四象"理论相呼应，形成学术与创作互证的完整体系。