沈鸿霖案是台湾的刑事案件，沈鸿霖与黄启雄及黄锡任被控告于民国78年9月15日时，在彰化先奸后杀两名工厂女工，两位黄姓嫌犯已经伏法，沈被判死刑，不过冤狱平反协会认为此案例的审理跟证据都存有重大瑕疵。
案发时间是1989年9月15号，地点在彰化县芳苑乡的一个工厂。两名女子在工厂办公大楼三楼的宿舍被奸杀，事后警方认为凶手用木板和烟灰缸打死两名女子。不久后黄启雄落网，在侦讯时供出两位同伙：黄锡任、沈鸿霖。黄、沈二人此时都已开始逃亡。
黄启雄被判处死刑定谳，于1991年枪决伏法。一年后黄锡任落网，虽然他并不承认犯案，但法官根据黄启雄的自白，亦将黄锡任判处死刑，于1990年6月1日枪决伏法。
第三名嫌犯沈鸿霖逃亡到埔里的山上种茭白笋，隐名埋姓14年，后因在高速公路酒驾被临检而遭逮捕。，被逮捕的时候，沈鸿霖的面貌和体型都有很大的变化，其同居人及邻居也没人发现他曾涉嫌轮奸杀人案。
沈鸿霖到案后以假名应讯，且始终否认犯案，但同伙黄锡任、黄启雄伏法前，均指证是沈鸿霖因怕被认出而杀人灭口，加上案发现场采得沈鸿霖指纹，被法院认定有罪，因此沈鸿霖被判死刑定谳。
一九八九年九月十五日中秋节补假当天，在芳苑乡的工厂员工大部分没有上班，不过沈鸿霖，与助手黄启雄及黄锡任等三人为了赶工，还在工厂内搬运货品。
沈鸿霖等三人工作一会儿后，到工厂守卫室休息并喝起酒来，不久厂内的王姓及陈姓两名女员工外出回到厂内宿舍，酒后的沈鸿霖等人看到王、陈二女后心生染指歹念。
当晚九时许，沈鸿霖等三人闯进工厂女子宿舍，当时王姓女员工在宿舍看电视，陈姓女员工则在浴室洗澡，沈鸿霖开口邀王女出外游玩被拒后，黄锡任以胶布贴住王女嘴巴并挑逗。沈鸿霖等人进一步扒光王女衣物，再抬她入寝室轮奸，王女一再反抗，沈鸿霖等人用烟灰缸及木棍猛击王女头部致死。
沈鸿霖等人杀死王姓女子后，发现陈姓女员工在洗澡，他们三人等陈女回宿舍时，联手制伏她再轮奸，后来因为怕恶行败露，将陈女灭口。
作案后，沈鸿霖等人迅速逃离现场，丢弃血衣及木棍等证物，二林警分局据报赶到现场，由迹证研判，锁定沈鸿霖等人涉重嫌。
2003年9月12号，台湾彰化地方法院ㄧ审宣判沈鸿霖死刑。
2004年4月28号，台湾高等法院 台中分院二审宣判沈鸿霖死刑。
2004年7月8日，最高法院发回更（ㄧ）审
2004年10月26日 台湾高等法院 台中分院更（ㄧ）审宣判沈鸿霖死刑。
2005年2月24日，最高法院发回更（二）审
2005年7月26日，台湾高等法院 台中分院更（二）审宣判沈鸿霖死刑。
2005年10月13日，最高法院发回更（三）审
2006年6月22日，台湾高等法院 台中分院更（三）审宣判沈鸿霖死刑。
2006年8月24日，最高法院发回更（四）审
2007年1月24日，台湾高等法院 台中分院更四审宣判沈鸿霖死刑。
2007年4月12日，最高法院发回更（五）审。
2007年11月29日，台湾高等法院 台中分院更（五）审宣判沈鸿霖死刑。
2008年1月24日，最高法院发回更（六）审。
2008年10月20日，台湾高等法院 台中分院更（六）审宣判沈鸿霖死刑。
2009年1月15日，最高法院发回更（七）审。
2009年4月23日，台湾高等法院 台中分院更（七）审宣判沈鸿霖死刑。
2009年6月25日，最高法院驳回上诉，全案死刑定谳。
2014年，与其他25死囚诉请总统减刑，总统府不予理会，诉愿被驳回后，提出行政诉讼，台北高等行政法院以“无审判权”驳回后，再向最高行政法院提出抗告，遭到驳回，全案定谳。
沈鸿霖的义务律师邱显智认为此案有以下疑点：
