1998年吴卓羲参加TVB第七期跳舞艺员训练班。

2000年他由古天乐推荐入读TVB艺员训练班第一期；12月成为TVB全经理人合约艺人。

2003年参演清装武侠剧《英雄·刀·少年》饰演王五；10月在吴镇宇、马德钟、陈慧珊主演的时装剧《冲上云霄》中饰演言行不拘小节的唐亦风。

2004年7月与林峰、李倩、杨怡共同主演古装武侠剧《大唐双龙传》，在剧中饰演外冷内热的徐子陵，并凭借此剧获得万千星辉颁奖典礼飞跃进步男艺员奖。

2005年2月出演根据《西厢记》改编而成的古装剧《西厢奇缘》，在剧中饰演书生张君瑞；4月主演黄伟声监制的励志剧《学警雄心》，在剧中饰演领悟力强的钟立文；8月签约BMA做歌手；8月15日与马德钟、郭可盈合作拍摄的时装商战剧《酒店风云》播出，在剧中饰演王启杰；8月25日主演的爱情片《拥抱每一刻花火》上映；12月发行个人首张音乐专辑《特快通行》，成为首位出唱片的四小生，并凭借该专辑获得十大劲歌金曲最受欢迎男新人银奖。

2006年1月吴卓羲在香港九龙会展中心举行个人音乐会，成为首位举行音乐会的四小生；6月出演时装剧《男人之苦》饰演康世熙；同年发行第二张音乐专辑《Fast.Forward》。

2007年1月与马浚伟、廖碧儿、徐子珊共同主演的时装剧《突围行动》播出，在剧中饰演斯文有礼的童日进；3月在陈锦鸿、胡杏儿、唐宁主演的抗日剧《乱世佳人》中饰演乐于助人的田孝义；6月4日参演的电视剧《学警出更》播出，在剧中再度饰演钟立文；6月30日在刘松仁、廖京生、苗侨伟、林峰主演的时装商战剧《岁月风云》中饰演危介强。

2008年参演由霍耀良执导的都市情感剧《浓情一生》，在剧中分饰李靖云和李熏风两个角色；7月与姚芊羽合作拍摄的谍战剧《生死谍恋》播出，在剧中饰演唐问生9月出演由温瑞安小说改编的电视剧《少年四大名捕》饰演冷血；同年与岳华、邓萃雯、谢雪心、商天娥合作拍摄古装剧《巾帼枭雄》。

2009年2月主演由TVB出品的学警系列剧集的第三辑《学警狙击》；11月出演潘嘉德执导的怀旧时装剧《巴不得爸爸》饰演楚慈；同年与陈思成、马雅舒合作拍摄年代剧《大丫鬟》，在剧中饰演出身军阀之家的方少陵。

2010年参演情景喜剧《女王办公室》饰演凌笑淇。

2011年4月与杨怡、陈豪、钟嘉欣共同主演的时装剧《点解阿Sir系阿Sir》播出，在剧中饰演督察程文力；6月，在郭晋安、陈锦鸿主演的时装剧《团圆》中饰演翁以行；10月出演TVB44周年台庆剧《法证先锋Ⅲ》，在剧中饰演西九龙重案组警长李展风。

2012年1月出演家庭剧《缺宅男女》，在剧中饰演有上进心的股票经纪丁冠峰；10月在刘松仁、杨怡主演的民国剧《名媛望族》中饰演金木水 ；同年参演古装剧《春光灿烂之欢乐元帅》饰演吴刚。

2013年2月，在单元剧《恋爱季节》（夏之章）中饰演吴隽楷；7月参演的《冲上云霄2》播出，继续饰演唐亦风。

2014年3月出演警匪剧《叛逃》，在剧中饰演嫉恶如仇的庄有杰；7月与郭晋安、田蕊妮合作拍摄的悬疑剧《忠奸人》播出，在剧中饰演张立勋；9月主演由舒仪同名网络小说改编的都市职场剧《格子间女人》，在剧中饰演程睿敏；12月再度与胡杏儿合作拍摄古装爱情喜剧《醋娘子》，在剧中饰演计准。

2015年8月参演的都市时装剧《最佳前男友》播出，在剧中饰演尹浩然；10月在年代剧《枭雄》中饰演法律顾问黎兆匡；11月主演的都市励志剧《幸福归来》首播·，在剧中饰演韩铭。

2016年8月主演的都市情感剧《结婚为什么》播出，饰演婚礼策划师王路易10月民国剧《长梦留痕》首播，饰演林长风；11月都市情感剧《待嫁十年》首播，饰演刘建国。

2017年4月主演的警匪动作片《拆弹专家》上映；同年出演网剧《飞虎极战》。

2019年4月，电视剧《战毒》在香港正式开机，吴卓羲饰演卧底——韦俊轩；9月6日，与苗侨伟、黄宗泽、马国明等合作主演的电视剧《飞虎之雷霆极战》播出，在剧中饰演调查组队长章文龙。