沐昂进驻金齿后，鉴于麓川势大，一直按兵不动，张荣驰攻芒部兵败，沐昂因相隔甚远而无法救援，回师后，被贬秩二级，降为都督同知。之后，思任发率军入侵，沐昂将其击退，并擒杀了师宗州的叛乱者。沐昂上奏朝廷，认为讨伐麓川必须调动湖广、川、贵兵十二万，分三路进攻湾甸、芒部、腾冲。在廷议中，英国公张辅等认为分兵势孤，容易被各自击破，应该派重臣前往云南负责征讨事宜。大学士杨士奇支持刑部侍郎何文渊的耕战之说，认为不用出兵，张辅则认为思氏嗣封职位已有六十余年，多次违抗明朝，如果接受议和不战，那将示弱于三宣六慰，有损明朝在西南地区的威望。英宗同意，于是派兵部尚书王骥、定西伯蒋贵等率军十五万南征麓川，命沐昂负责后勤粮饷运输。

王骥、蒋贵大破思任发，前后斩首三千三百九十余级，“焚溺数万”，思任发携妻儿逃往缅甸，第二次麓川之役结束。次年，沐昂复职右都督，受命追捕思任发，但没有成果，此后再次升任左都督。

沐昂喜好诗文，常与文士交往，他曾收集明初寄居滇南二十一家诗人作品，编成《沧海遗珠》。民国袁嘉谷《卧雪诗话》将沐昂与谢榛、钱谦益、朱彝尊、王士祯等名家相提并论，称其作品“较可观”，另有《素轩集》十二卷，《御选宋金元明四朝诗》存诗二首：《和逯先生闻砧韵》、《送胡桤轩还永昌》。