1925年，考入南开大学矿科，成为物理名师饶毓泰的得意门生。
1932年，在美国获得硕士学位，把红外光谱仪的直线狭缝改为弯形，提高分辨率。
1933年—1934年，在美国作光谱学、原子和原子核物理学方面的研究。
1934年夏，在北京大学任教的三年里发表了15篇重要论文，把新的量子力学介绍到中国。
1940年，用英文撰写了第一部专著《多分子的结构及其振动光谱》，受到恩师饶毓泰的器重。
1948年，被选为中央研究院第一届院士。
1956年11月—1957年4月，在台大和清大联合主办的研究生班讲授古典力学和量子力学，兼及流体力学和核子间的交互作用问题。
1957年，研究工作多在原子分子结构及光谱、核子散射、大气物理、电离体及气体方程式，统计物理，相对论等方面。
1975年，将他历年教学讲稿整理成《理论物理》，计7册：①古典动力学、②量子论与原子结构、③电磁学、④狭义相对论及广义相对论、⑤热力学、气体运动论及统计物理学、⑥量子力学（两册），在台湾出版。
1979年，担任台湾当局教育主管部门科学教育委员会主委，致力于初中高中的科学教育改革。
1988年，他在医院病榻上写出了《物理学的性质、简史和哲学》。
1989年，作了十四次系列讲演，并以《物理学：它的发展和哲学》为书名，于1992年出版。
1995年，主持清华大学王惕吾先生纪念讲座，并成为终身主持人。
2000年3月4日14时35分，病逝于台大医院，享年95岁。
《电磁学》《多原子分子的结构及振动光谱》《古典动力学》《热力学，气体运动论及统计力学》《吴大猷科学哲学文集》《吴大猷文录-大科学家文丛》《早期中国物理发展之回忆》《科学和教育》《科学与科学发展》等
1948年，当选为中央研究院院士。
1991年，当选为被授予密西根大学荣誉博士、美国密歇根大学授予荣誉科学博士。
1993年，当选为香港理工大学荣誉理学博士。
1967年，获得Chai-Hsing基金奖。
1967年，获得嘉新特殊贡献奖金及奖牌。
1984年，获得菲律宾拉蒙马格塞塞奖、麦克塞奖。
1992年，获得中国物理学会第一届特殊贡献奖。
1998年，获得获霍英东杰出成就奖。
吴先生毕生献身科学研究和教育事业，为中国科学发展作出了重大贡献，在世界物理学界享有盛誉。吴先生关心国家统一，致力于民族富强，并且为海峡两岸科技学术交流作出了杰出的贡献，为两岸同胞所赞誉。（时任国家主席江泽民评）
吴老师为了中国的科学和教育事业献出了他毕生的精力，尤其是近30多年他对台湾科学发展尽心尽力，做了极大的贡献。吴老师为人正直、诚恳、坦诚、热情、治学严谨。他一生忠实于中华民族的文化发展，他承继了我们固有的道德传统，发扬了近代的科学进步。吴老师他不仅是著名的、极有权威成就的、世界级的大物理学家，而且他就是庄子赞扬的真人，他有的知识是真知，他是我们的大宗师。（物理学家、诺贝尔物理学奖获得者李政道评）
他在中国物理学界中的影响力之大，恐怕是独一无二的。（作者丘宏义评）
