吳健出生于山東省淄博市博山區,從小就被父母教授“三綱五常”,在正統教育下成長的他,最大的愛好就是讀書,這也使他有著極其傳統的思想。學生時代的他有著很多文體特長,但性格卻很內向,走在路上跟同學打個招呼也會臉紅。之后,他抱著玩的心態考上了中央戲劇學院；在校期間,多次被評為北京市三好學生；大學畢業后,他和其他同學一樣,將實驗話劇院,國家話劇院等都考了一遍,最終被總政話劇團看中,成為一名入伍軍人。
《天下兄弟》飾田村2000年,與曹榮,黃海冰,黑子聯合主演古裝神話劇《西游記后傳》,在劇中飾演如來佛祖的轉世喬靈兒,這是他的首部電視劇作品,從而正式進入演藝圈；同年,出演王同輝,朱媛媛,王馥荔主演的年代愛情劇《九九歸一》。2001年,首次擔綱男主角,與佟又勛,周莉,鄧家佳聯合主演古裝武俠劇《俠客行》,在劇中一人分飾二角,分別飾演了天性純樸,行為憨厚且訥于言語的流浪兒石破天和天性輕浮,舉止瀟灑且巧舌如簧的風流公子石中玉；同年,他還主演了劇情電影《山高不擋路》,在劇中擔綱男主角,飾演石山窩村石匠李從前的兒子李元,這是他的首部電影作品。2002年,主演于向遠執導的劇情電影《綠綠的樹》。2003年,參演宮曉東執導的都市愛情劇《琴島之戀》。2004年,出演袁立,胡兵,劉佩琦主演的年代愛情劇《啼笑因緣》,在劇中飾演仗勢欺人的丁副官；同年,參演張子恩執導的古裝劇《避暑山莊大傳奇》。2005年,出演趙薇,黃維德,潘粵明主演的民國劇《京華煙云》,在劇中飾演從英國劍橋大學留學回到北京海關工作的姚家大少爺姚迪非,與趙薇飾演一對姐弟,與邱琦雯飾演一對兄妹；同年,與沈曉海,王琦聯袂主演古裝武俠劇《馬鳴風蕭蕭》,在劇中飾演英俊瀟灑的卓君明；此外,他還參演了潘虹,六小齡童,吳樾,霍思燕主演的古裝神話劇《歡天喜地七仙女》,在劇中飾演與三仙女黃兒相戀的金吒。2006年,與劉若英,郭曉冬,梅婷聯合主演都市情感劇《新結婚時代》,在劇中飾演顧小西的弟弟顧小航,這是他的首部現代劇作品。寫真宣傳照2007年,與王思懿,王然,朱鐵合作主演年代劇《叛女》,在劇中飾演性格懦弱且愛唱京劇的奎嘯龍,該劇于2009年5月9日首播,最終以8點的收視率取得了海口地區電視劇收視前三甲；同年,同年,出演王學兵,李成儒主演的古裝傳奇劇《大長垣》。2008年,與聶遠,董勇聯合主演軍旅劇《天下兄弟》,在劇中飾演執著,堅定且充滿了理想主義的田村,這是他首次在影視作品中嘗試軍人角色；同年,與呂麗萍,辛柏青,劉威合作主演家庭倫理劇《人活一張臉》,在劇中飾演相貌英俊,性格內斂懦弱,懂事孝順的賈寶武；此外,他還與李幼斌,殷桃,沈曉海合作主演了年代情感劇《在那遙遠的地方》,在劇中飾演未達目的不擇手段的呂強,這是他首次挑戰反派角色。2009年,與于震,蘇巖,羅海瓊合作主演革命劇《南下南下》,在劇中飾演有信念和理想的熱血青普刑天；同年,與郭曉冬搭檔主演革命戰爭電影《鐵血奇兵》,在片中飾演奮戰在抗戰一線的突擊隊隊長姚向東。2010年,與孫遜,趙亮,何政軍領銜主演年代劇《警察遇到兵》,在劇中擔綱男主角,飾演階級覺悟很高,黨性很強但缺乏刑事偵查經驗的臨江市公安局刑偵組長關大銘；5月2日,與吳曉敏,張孝中領銜主演的鄉村情感劇《花開的美麗季節》在CCTV-8播出,在劇中飾演懂得農業技術且十分熱愛文藝的男主角馬小凡；9月21日,與朱丹,楊謹華,張赫聯合主演的都市情感劇《愛上女主播》首播,在劇中飾演正直仗義,善良癡情的電視臺攝影師李朝陽；同年,與王茜華,李菁菁,王新軍聯合主演年代劇《大麗家的往事》,在劇中飾演女主角郝大麗的兒子宋衛東。寫真宣傳照2011年,主演張子恩執導的古裝劇《鄭氏十七房》,飾演迫于生計只身闖蕩上海灘的鄭氏十七房后裔鄭博海；5月12日,其主演的災難劇《汶川故事》首播,在劇中擔綱男主角,飾演放棄優越生活回到家鄉,為了災區重建貢獻力量的研究生劉嘉川；同年,與田中千繪,范雨林,徐少強聯袂主演抗戰劇《密戰太陽山》,在劇中飾演男主角錢為民。2012年8月17日,主演的公益電影《橫山號》上映,在片中飾演放棄出國留學而加入流動醫院的草原醫生石蒙生。2013年6月27日,參演的年代傳奇劇《說書人》播出,在劇中飾演孫鶴亭的徒弟秦鳳鳴；10月8日,參演的醫療劇《到愛的距離》播出,在劇中飾演唐萍弟弟唐君；主演青春勵志劇《遍地陽光》。2014年2月5日,主演的革命劇《花女的抗戰》播出,在劇中飾演積極組織抗日救亡活動的男主角柳盛；6月11日,參演的革命劇《十送紅軍》播出,在劇中飾演為了護送百姓而犧牲自己的紅軍戰士伍炳。2015年7月3日,主演的抗戰劇《殊死七日》播出,在劇中飾演聰明睿智,反應敏捷的保衛科科長沈英杰。2016年,擔任諜戰電影《我的特工歐巴》的出品人。2017年,參演都市情感劇《向南有小雨》,在劇中飾演向南。2018年6月17日,參演的革命劇《靈與肉》播出。2019年6月27日,參演的古裝懸疑劇《長安十二時辰》播出,在劇中飾演謝行；9月19日,參演的警匪懸疑劇《迷線》播出,在劇中飾演刑警宋遠峰。2020年12月27日,參演的抗美援朝戰爭劇《跨過鴨綠江》播出,在劇中飾演毛岸英。2021年4月13日,參演的中國首部火箭軍題材電視劇《號手就位》播出,在劇中飾演火箭軍醫院的院長；12月17日,參演的中國首部新時代航天事業電視劇《問天》在央視一套播出。2022年3月27日,參演的都市情感劇《追愛家族》播出,在劇中飾演老陳；4月5日,參演的軍旅題材電視劇《特戰榮耀》播出。2022年8月8日,主演的電視劇《悅來》開機。9月19日,主演的家庭情感劇《我最愛的家人》播出。2023年1月14日,參演電視劇《狂飆》播出；4月23日,參演的革命歷史劇《戰火中的青春》播出,在劇中飾演黃鈺生。
2017年1月11日,吳健出席了第6屆中國公益節,并被授予2016年度公益人物獎。
吳健有著很寬的戲路,屬于多面型演員。他不僅有著帥氣的外形,沉穩的氣質,還具有嫻熟自然的演技。在電視劇《警察遇到兵》中,無論是身穿警服還是西裝革履的裝扮,他都讓人眼前一亮。吳健身著復古的西裝非常符合人民警察的睿智的外形,彰顯著他儒雅的氣質,而其陽光,正氣的外形則非常符合劇中的角色。在電視劇《十送紅軍》中,吳健顛覆以往“小生”的形象,成功塑造了一個熒幕硬漢。雖然吳健在《在那遙遠的地方》,《天下兄弟》等多部軍旅劇,年代劇中成功塑造了硬朗的軍人,堅毅的戰士等人物形象,但其帥氣時尚的都市形象卻離觀眾越來越遠,而在都市劇《愛上女主播》中,吳健則通過成熟的扮相展現了其“青熟男”的一面。此外,在一組時尚寫真中,吳健身穿西裝,白襯衫,展現了其溫潤而優雅的一面。