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。
《天下兄弟》饰田村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》,在剧中饰演从英国剑桥大学留学回到北京海关工作的姚家大少爷姚迪非,与赵薇饰演一对姐弟,与邱琦雯饰演一对兄妹；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。写真宣传照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。写真宣传照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8月17日,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6月27日,参演的年代传奇剧《说书人》播出,在剧中饰演孙鹤亭的徒弟秦凤鸣；10月8日,参演的医疗剧《到爱的距离》播出,在剧中饰演唐萍弟弟唐君；主演青春励志剧《遍地阳光》。2014年2月5日,主演的革命剧《花女的抗战》播出,在剧中饰演积极组织抗日救亡活动的男主角柳盛；6月11日,参演的革命剧《十送红军》播出,在剧中饰演为了护送百姓而牺牲自己的红军战士伍炳。2015年7月3日,主演的抗战剧《殊死七日》播出,在剧中饰演聪明睿智,反应敏捷的保卫科科长沈英杰。2016年,担任谍战电影《我的特工欧巴》的出品人。2017年,参演都市情感剧《向南有小雨》,在剧中饰演向南。2018年6月17日,参演的革命剧《灵与肉》播出。2019年6月27日,参演的古装悬疑剧《长安十二时辰》播出,在剧中饰演谢行；9月19日,参演的警匪悬疑剧《迷线》播出,在剧中饰演刑警宋远峰。2020年12月27日,参演的抗美援朝战争剧《跨过鸭绿江》播出,在剧中饰演毛岸英。2021年4月13日,参演的中国首部火箭军题材电视剧《号手就位》播出,在剧中饰演火箭军医院的院长；12月17日,参演的中国首部新时代航天事业电视剧《问天》在央视一套播出。2022年3月27日,参演的都市情感剧《追爱家族》播出,在剧中饰演老陈；4月5日,参演的军旅题材电视剧《特战荣耀》播出。2022年8月8日,主演的电视剧《悦来》开机。9月19日,主演的家庭情感剧《我最爱的家人》播出。2023年1月14日,参演电视剧《狂飙》播出；4月23日,参演的革命历史剧《战火中的青春》播出,在剧中饰演黄钰生。
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。
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。