吴道子大约生于约公元685年左右（唐高宗时期），少年时孤苦穷困，随书法大家张旭、贺知章学习书法，后发奋改攻绘画，渐渐掌握了绘画的妙法。由于他的刻苦好学，年未弱冠之时，已“穷丹青之妙”。
公元709（景龙三年），韦嗣立擢任中书侍郎、同中书门下三品，封逍遥公。这时吴道子在其属下任小吏。他“好酒使气，每欲挥毫，必须酣饮”。后来，又任瑕丘（今山东兖州）县尉。约在开元初年，吴道子不再做官，开始“浪迹东洛”。
由于他能“穷丹青之妙”，在画坛上有些名气，公元713年左右，即被唐玄宗召到京都长安，入内供奉，充任内教博士，并命他“非有诏不得画”。后官至“宁王友”。吴道子入内供奉之后，多在宫中作画，有时也随从玄宗巡游各地。一次，他随驾去东都洛阳，会见了将军裴旻和书法家张旭，三人各自表演了自己的绝技：裴旻善于舞剑，当即舞剑一曲；张旭长于草书，挥毫泼墨，作书壁；吴道子也奋笔作画，“俄顷而就，有若神助”。
公元725（开元十三年），唐玄宗东封泰山，吴道子陪同前往。事后还至潞州（今山西长治），车驾过金桥，御路“曲折萦转”。玄宗见数千里间“旗鲜洁，羽卫整肃”，心中非常兴奋，对左右侍从说：“张说言‘勒兵三十万，旌旗千里间，陕右上党，至于太原’。真才子也。”左右皆呼万岁。于是召来吴道子、韦无忝、陈闳等，命他们三人共同绘制《金桥图》。陈闳主画玄宗真容及所乘照夜白马，韦无忝主画狗马、骡驴、牛羊等动物之类，而桥梁、山水、车舆、人物、草树、雁鸟、器仗、帷幕等主题部分则由吴道子主画。《金桥图》绘成后，“时谓三绝”。
公元742—755（天宝年间），唐玄宗忽然想起蜀中嘉陵江山清水秀，妙趣横生，遂命吴道子乘驿传赴嘉陵江去写生。到了嘉陵江，吴道子漫游江上，纵目远眺，此地好山好水，一幕一景地掠过，当时的体会与感受，便深深铭记在心上，并没有绘制一张草图。当吴道子游览了嘉陵江的山山水水之后回到长安，玄宗问他绘画的情况时，他回答说：“臣无粉本，并记在心。”玄宗命他在大同殿壁上绘画。吴道子不是将嘉陵江山水表面罗列一番，而是把握住嘉陵江一山一水、一丘一壑引人入胜的境界，即把这一带的山川壮丽优美与自然特色作了高度的概括，凝神挥笔一日而成，嘉陵江三百里的旖旎风光跃然纸上，玄宗看了啧啧称赞。在此之前，大画家李将军（思训）擅长山水画，也曾在大同殿壁上画嘉陵江山水，虽然画得也十分奇妙，但却“数月方毕”，不如吴道玄画得又快又好。因此，玄宗颇为感慨地说：“李思训数月之功，吴道玄一日之迹，皆极其妙也。”可见吴道子画技高超，笔法娴熟。吴道子不仅善于画山水画，画动物也颇能传神。他在大同殿上曾画了五条龙，“麟甲飞动，每欲大雨，即生烟雾”，真是生龙活现。
公元758—759（乾元年间），吴道子尚健在。卢稜伽是吴道子的门生，“乾元初，于殿东西廊下画行道高僧数堵”。后又在庄严寺三门绘画，“锐思张开，颇臻其妙”。吴道子见了卢稜伽的绘画，觉得他有很大的长进，酷似自己的笔法，于是惊叹说：“此子笔力，当时不及我，今乃类我。是子也，精爽尽于此矣。”由于卢稜伽竭尽全力，呕心沥血地绘画，过了一个来月，即离开了人世。乾元年间，吴道子已是年过古稀的老人了。至于以后吴道子的生平仕履，因史籍失载，也就无从考证了。
约公元759年左右（唐肃宗时期），吴道子卒。
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