Thẩm Dương là một trung tâm công nghiệp quan trọng ở Trung Quốc và là thành phố cốt lõi của Khu kinh tế Thẩm Dương, Khu cải cách đặc biệt mới. Nó đã được tập trung vào công nghiệp nặng, đặc biệt là hàng không vũ trụ, máy công cụ, thiết bị nặng và quốc phòng, và gần đây là phần mềm, ô tô và điện tử. Ngành công nghiệp nặng bắt đầu từ những năm 1920 và được phát triển tốt trước chiến tranh thế giới thứ hai. Trong kế hoạch năm năm đầu tiên (1951-1956), nhiều nhà máy đã được xây dựng ở quận Tiexi. Vào thời kỳ đỉnh cao vào thập niên 1970, Thẩm Dương là một trong ba trung tâm công nghiệp hàng đầu ở Trung Quốc cùng với Thượng Hải và Thiên Tân, và đã có lúc được xem xét nâng cấp lên thành phố tự trị trực tiếp. Tuy nhiên, khi nền kinh tế kế hoạch không còn được ưa chuộng sau những năm 1980, ngành công nghiệp nặng đã suy giảm dần và thành phố trở thành một thành phố vành đai rỉ sét, với hàng trăm ngàn người bị sa thải khỏi các nhà máy thuộc sở hữu nhà nước bị phá sản. Tuy nhiên, nền kinh tế của thành phố đã hồi sinh đáng kể trong những năm gần đây, nhờ vào chiến dịch "Hồi sinh Đông Bắc Trung Quốc" của chính phủ trung ương và sự phát triển nhanh chóng của các ngành công nghiệp sản xuất phần mềm và tự động. Trợ cấp đầu tư được cấp cho các tập đoàn đa quốc gia (MNC) thành lập văn phòng hoặc trụ sở tại Thẩm Dương.

Các ngành dịch vụ, đặc biệt là ngân hàng, đã được phát triển tại Thẩm Dương. Thẩm Dương có một số ngân hàng nước ngoài, chẳng hạn như Ngân hàng Hana của Hàn Quốc, Ngân hàng Tokyo-Mitsubishi UFJ của Nhật Bản, Ngân hàng Đông Á của Hồng Kông, Ngân hàng United Overseas của Singapore và HSBC có trụ sở tại Anh. Năm 2006, thành phố đã tổ chức tổng cộng 1.063 ngân hàng và chi nhánh ngân hàng và 144 công ty liên quan đến bảo hiểm. Đến năm 2010, nó nhằm mục đích thu hút 30 ngân hàng nước ngoài và 60 tổ chức tài chính phi ngân hàng.

Thành phố đã được Economist Intelligence Unit xác định vào tháng 11 năm 2010 là thành viên của CHAMPS (Trùng Khánh, Hợp Phì, An Sơn, Mã An Sơn, Bình Đỉnh Sơn và Thẩm Dương), một hồ sơ kinh tế của 20 thành phố mới nổi hàng đầu ở Trung Quốc.

Thẩm Dương có ba khu vực phát triển:

• Khu Tài chính và Phát triển Thương mại Thẩm Dương
• Khu phát triển công nghiệp công nghệ cao Thẩm Dương
• Khu phát triển kinh tế và công nghệ Thẩm Dương

Nhiều công ty công nghiệp lớn có trụ sở tại Thẩm Dương. Brilliance Auto là nhà sản xuất ô tô lớn của Trung Quốc và hầu hết các nhà máy sản xuất của nó cũng được đặt tại Thẩm Dương. Tập đoàn máy bay Thẩm Dương sản xuất máy bay để sử dụng dân sự cũng như cho PLAAF. Neusoft Group là công ty phần mềm lớn nhất tại Trung Quốc. Tập đoàn máy công cụ Thẩm Dương là nhà sản xuất máy công cụ lớn nhất tại Trung Quốc. Tyco International, General Motors và Michelin Thẩm Dương Corporation đang mở rộng hoạt động tại Thẩm Dương.

GDP bình quân đầu người của thành phố Thẩm Dương là 78490 nhân dân tệ năm 2009 (xếp thứ 3 trong số 58 thành phố và quận thuộc tỉnh Liêu Ninh).