吴健出生于山东省淄博市博山区，从小就被父母教授“三纲五常”，在正统教育下成长的他，最大的爱好就是读书，这也使他有着极其传统的思想。学生时代的他有着很多文体特长，但性格却很内向，走在路上跟同学打个招呼也会脸红。之后，他抱着玩的心态考上了中央戏剧学院；在校期间，多次被评为北京市三好学生；大学毕业后，他和其他同学一样，将实验话剧院、国家话剧院等都考了一遍，最终被总政话剧团看中，成为一名入伍军人。
2000年，与曹荣、黄海冰、黑子联合主演古装神话剧《西游记后传》，在剧中饰演如来佛祖的转世乔灵儿，这是他的首部电视剧作品，从而正式进入演艺圈；同年，出演王同辉、朱媛媛、王馥荔主演的年代爱情剧《九九归一》。
2001年，首次担纲男主角，与佟又勋、周莉、邓家佳联合主演古装武侠剧《侠客行》，在剧中一人分饰二角，分别饰演了天性纯朴、行为憨厚且讷于言语的流浪儿石破天和天性轻浮、举止潇洒且巧舌如簧的风流公子石中玉；同年，他还主演了剧情电影《山高不挡路》，在剧中担纲男主角，饰演石山窝村石匠李从前的儿子李元，这是他的首部电影作品。
2002年，主演于向远执导的剧情电影《绿绿的树》。2003年，参演宫晓东执导的都市爱情剧《琴岛之恋》。
2004年，出演袁立、胡兵、刘佩琦主演的年代爱情剧《啼笑因缘》，在剧中饰演仗势欺人的丁副官；同年，参演张子恩执导的古装剧《避暑山庄大传奇》。
2005年，出演赵薇、黄维德、潘粤明主演的民国剧《京华烟云》，在剧中饰演女主角姚木兰的弟弟姚迪非，与赵薇饰演一对姐弟；同年，与沈晓海、王琦联袂主演古装武侠剧《马鸣风萧萧》，在剧中饰演英俊潇洒的卓君明；此外，他还参演了潘虹、六小龄童、吴樾、霍思燕主演的古装神话剧《欢天喜地七仙女》，在剧中饰演与三仙女黄儿相恋的金吒。
2006年，与刘若英、郭晓冬、梅婷联合主演都市情感剧《新结婚时代》，在剧中饰演顾小西的弟弟顾小航，这是他的首部现代剧作品。
2007年，与王思懿、王然、朱铁合作主演年代剧《叛女》，在剧中饰演性格懦弱且爱唱京剧的奎啸龙，该剧于2009年5月9日首播，最终以8点的收视率取得了海口地区电视剧收视前三甲；同年，同年，出演王学兵、李成儒主演的古装传奇剧《大长垣》。
2008年，与聂远、董勇联合主演军旅剧《天下兄弟》，在剧中饰演执着、坚定且充满了理想主义的田村，这是他首次在影视作品中尝试军人角色；同年，与吕丽萍、辛柏青、刘威合作主演家庭伦理剧《人活一张脸》，在剧中饰演相貌英俊、性格内敛懦弱、懂事孝顺的贾宝武；此外，他还与李幼斌、殷桃、沈晓海合作主演了年代情感剧《在那遥远的地方》，在剧中饰演未达目的不择手段的吕强，这是他首次挑战反派角色。
2009年，与于震、苏岩、罗海琼合作主演革命剧《南下南下》，在剧中饰演有信念和理想的热血青普刑天；同年，与郭晓冬搭档主演革命战争电影《铁血奇兵》，在片中饰演奋战在抗战一线的突击队队长姚向东。
2010年，与孙逊、赵亮、何政军领衔主演年代剧《警察遇到兵》，在剧中担纲男主角，饰演阶级觉悟很高、党性很强但缺乏刑事侦查经验的临江市公安局刑侦组长关大铭；5月2日，与吴晓敏、张孝中领衔主演的乡村情感剧《花开的美丽季节》在CCTV-8播出，在剧中饰演懂得农业技术且十分热爱文艺的男主角马小凡；9月21日，与朱丹、杨谨华、张赫联合主演的都市情感剧《爱上女主播》首播，在剧中饰演正直仗义、善良痴情的电视台摄影师李朝阳；同年，与王茜华、李菁菁、王新军联合主演年代剧《大丽家的往事》，在剧中饰演女主角郝大丽的儿子宋卫东。
2011年，主演张子恩执导的古装剧《郑氏十七房》，饰演迫于生计只身闯荡上海滩的郑氏十七房后裔郑博海；5月12日，其主演的灾难剧《汶川故事》首播，在剧中担纲男主角，饰演放弃优越生活回到家乡、为了灾区重建贡献力量的研究生刘嘉川；同年，与田中千绘、范雨林、徐少强联袂主演抗战剧《密战太阳山》，在剧中饰演男主角钱为民。
2012年，与小沈阳、赵本山、李立群联合主演年代传奇剧《说书人》，在剧中饰演孙鹤亭的徒弟秦凤鸣；8月17日，其主演的公益电影《横山号》上映，在片中饰演放弃出国留学而加入流动医院的草原医生石蒙生。
2013年，出演李晨、靳东、高鑫主演的医疗剧《到爱的距离》，在剧中饰演唐萍弟弟唐君；同年，与佟大为、刘威、王雷合作主演革命剧《十送红军》，在剧中饰演为了护送百姓而牺牲自己的红军战士伍炳；此外，他还主演了青春励志剧《遍地阳光》。
2014年2月5日，其主演的革命剧《花女的抗战》首播，在剧中饰演积极组织抗日救亡活动的男主角柳盛；同年，与杜志国、田璐菡、张亮联袂主演抗战剧《殊死七日》，在剧中担纲男主角，饰演聪明睿智、反应敏捷的保卫科科长沈英杰。
2015年，与王强、赵燕国彰、闫霖飞联合主演警匪悬疑剧《迷线》，在剧中饰演身为刑警的男主角宋远峰；同年，出演楼健执导的革命剧《灵与肉》。
2016年，担任谍战电影《我的特工欧巴》的出品人。2017年，与唐昕、颜丹晨、黄骞、宋星翰联合主演都市情感剧《向南有小雨》，在剧中饰演男主角向南。
2017年1月11日，吴健出席了第6届中国公益节，并被授予2016年度公益人物奖。
中国公益节
吴健有着很宽的戏路，属于多面型演员。他不仅有着帅气的外形、沉稳的气质，还具有娴熟自然的演技。在电视剧《警察遇到兵》中，无论是身穿警服还是西装革履的装扮，他都让人眼前一亮。吴健身着复古的西装非常符合人民警察的睿智的外形，彰显着他儒雅的气质，而其阳光、正气的外形则非常符合剧中的角色。在电视剧《十送红军》中，吴健颠覆以往“小生”的形象，成功塑造了一个荧幕硬汉。
虽然吴健在《在那遥远的地方》、《天下兄弟》等多部军旅剧、年代剧中成功塑造了硬朗的军人、坚毅的战士等人物形象，但其帅气时尚的都市形象却离观众越来越远，而在都市剧《爱上女主播》中，吴健则通过成熟的扮相展现了其“青熟男”的一面。此外，在一组时尚写真中，吴健身穿西装、白衬衫，展现了其温润而优雅的一面。
