吴卓翰在演艺生涯的起步阶段，便以模特与演员的双重身份活跃于业界。2003年，他正式拜入著名表演艺术家李法增门下，系统学习专业的表演理论与技巧。在导师的悉心指导下，吴卓翰的表演能力得到了扎实的提升，并很快获得了重要的实践机会，于话剧《疯狂短信》中担纲男主角，这标志着他舞台表演生涯的一个关键起点。
二零零四年，演员在王学兵与范冰冰联袂主演的古装悬疑推理剧《剑临天下》中扮演了马汉这一角色；同年，他还在惊悚悬疑题材的剧集《魂断楼兰》中出演了许安多一角；此外，他也参与了由姚远执导的青春偶像剧《向左走，向右走》的演出。进入二零零五年，他加盟了王晶执导的古装武侠剧《八大豪侠》，并在剧中饰演太子；同年，他再次与王晶导演合作，出演了另一部古装武侠剧《小鱼儿与花无缺》，这次他塑造了侠客燕南天的形象。二零零六年，他出演了由吴毅将主演的家庭喜剧电影《亲亲一家人》；同年，他还参演了王晶执导的民国背景爱情剧《暴雨梨花》；此外，他也在一部警匪题材的剧集《A计划》中亮相；同年，他还参与了一部根据金庸小说改编的武侠剧《雪山飞狐》的拍摄。二零零八年，他在一部古装探案喜剧《十大奇冤》中饰演了胡天禄；同年，他参与了由张卫健、文颂娴主演的武打剧《仁者黄飞鸿》；同年，他还在反特剿匪题材的剧集《迷雾重重》中扮演了武装大队长李红河。二零零九年，他与聂远、秦丽合作，共同主演了一部青春悬疑轻喜剧《嗨,芳邻》。二零一一年，他在鞠觉亮执导的历史剧《新水浒传》中饰演了方腊；同年，他参演了由王姬、刘威领衔主演的都市生活剧《疼痛的幸福》；同年，他还在一部纪传体古装神话剧《天地姻缘七仙女》中一人分饰两角，分别扮演了景暄和雪麟童；同年，他也参与了黄晓明主演的古装历史剧《精忠岳飞》的演出。此外，在作品《精忠岳飞》中，他饰演了元帅粘罕这一角色。
二零一二年三月，演员在由郑嘉颖与秦岚联袂主演的年代爱情剧《滚滚红尘》中出演了陈笑天一角；同年十月，其又领衔主演了一部悲情传奇剧《高山青》，于剧中塑造了客逝台湾的爱国诗人邓禹平这一形象。进入二零一三年，他参演了古装神话魔幻题材作品《封神英雄榜》，并在其中诠释了商纣王这一角色。同样是在《封神英雄榜》中，他再次饰演了商纣王。二零一四年三月，由张有齐执导的爱情电视剧《高山青》正式播出，他在该剧中担任主演。同年十月一日，其参演的古装爱情剧《风中奇缘》也与观众见面。二零一五年九月，他与李彩桦共同领衔主演了一部历史传奇剧《天下正道》，在剧中他生动演绎了明代杰出的政治家、哲学家、心学集大成者王阳明的一生。二零一六年二月八日，由林玉芬执导的古装剧情电视剧《青丘狐传说》播出，他在剧中饰演了洪大业这一人物。
二零一七年三月二十三日，由吴卓翰担任主演的古装悬疑剧《神探狄仁杰4》正式与观众见面，他在剧中精彩演绎了角色李元芳，其表现获得了不少关注。随后在二零一九年十一月二十一日，另一部由他主演的都市情感励志剧《乔安你好》也顺利播出，进一步展现了他在不同类型剧集中的表演能力。至二零二三年三月十三日，吴卓翰参演的电视剧《天下正道》在中国内地平台播出，为其演艺履历增添了新的作品。展望未来，预计在二零二五年，由隋小东执导的犯罪悬疑题材电视剧《双栖者》将与观众见面，吴卓翰在该剧中担任主演，令人期待其在新作中的表现。
2008年12月，演员吴卓翰应邀参加了在北京举办的“第三届大学生影像节”活动。在这一旨在鼓励青年影视创作的重要文化盛事中，他不仅作为特邀嘉宾出席了典礼，更荣幸地担任了颁奖嘉宾，亲自为来自中国和美国的多部优秀大学生影片及主创人员颁发了奖项，以此表达对新生代电影人的认可与支持。
演员吴卓翰曾与知名导演王晶进行合作，共同参与了《A计划》《仁者黄飞鸿》《小鱼儿与花无缺》等多部影视作品的拍摄工作。在这一系列的合作过程中，他通过不断的实践与反思，持续锤炼并深化了自身的表演功底与艺术理解。此后，无论是在《书剑恩仇录》中挑战自我，同时诠释性格迥异的福康安与陈家洛两个重要角色，还是在《烽火梁山》中出演那位智谋过人、英勇果敢的武装大队长李红河，吴卓翰都凭借其扎实的演技和深入的角色揣摩，逐渐摸索并确立起独具个人特色的表演风格。这一系列的成功转型与突破，标志着他已从早期侧重外形的偶像派演员，稳步成长为一位善于塑造人物、富有创作能力的实力派男演员，赢得了业界与观众的广泛认可。