吴优自幼便开始接受系统的小提琴与舞蹈训练，心中始终怀揣着进入音乐学院深造的明确志向。然而，在她就读高中一年级时，一位声乐老师在观察了她的综合条件后，提出了一个不同的建议，认为她同样具备报考北京电影学院的潜力，并主动为她引荐了专业的表演指导教师进行学习。这一转折为她开辟了新的艺术道路。最终，通过不懈的努力，吴优于2011年成功考入北京电影学院表演系，开启了她的表演专业学习生涯。值得一提的是，在2010年，即正式入学的前一年，她已出现在北京电影学院2011届表演系本科新生的集体合影之中，这张具有纪念意义的照片记录下了她早期的身影，其中她位于第三排左起第一位的位置。
2014年，演员吴优通过参演一部抗日战争题材的电视剧《同门往事》正式开启了她的演艺生涯，由此踏入演艺圈；同年，她还出演了一部剧情悬疑类微电影《鲤鱼》，在片中饰演华清一角，并凭借这一角色获得了金鸡百花电影节2014年度学院奖短片大赛的最佳女配角奖项，展现了其早期的表演潜力。进入2015年，在7月4日当天，由吴优与谢帅、李梓溪等演员共同主演的都市轻喜剧《淑女涩男》于安徽卫视播出，她在剧中扮演了一位具有“海归”背景的时尚总监邓莎，通过这个角色进一步拓宽了其戏路，获得了更多观众的关注。
二零一六年一月十七日，由吴优携手陈晓、杜天皓等演员共同出演的网络剧《睡在我上铺的兄弟》正式上线播出，她在剧中饰演了与男主角林向宇相恋却最终遗憾分手的校园女神夏星辰，这一角色令她开始受到观众关注；同年五月二十三日，她与张一山等人联袂主演的网络剧《余罪》于爱奇艺平台上线，吴优在剧中扮演了缉毒大队女警林宇婧一角，这是她首次担纲女主角，凭借精湛的表演一举成名，收获了极高的人气；六月十二日，随着《余罪第二季》的持续播出，吴优获得了更多观众的喜爱与讨论，因其剧中形象被网友亲切地称为“大胸姐”，此后她更凭借在《余罪》系列中的出色表现，于二零一七年爱奇艺尖叫之夜颁奖典礼上荣获“年度电视剧新人奖”的肯定；七月五日，她参与的综艺节目《大牌对王牌》如期播出，在节目中她与张一山、王戈等合作重现了《家有儿女》中的经典片段，展现了多面的才华；七月二十四日，由郭敬明同名小说改编的玄幻剧《幻城》播出，吴优在剧中饰演了巫乐族公主蝶澈，其古装扮相与表演获得了不少好评；十月七日，她与张雨剑再度携手，共同主演的季播网络剧《我不是妖怪》在爱奇艺上线，吴优此次饰演了一位善良且充满自信的女孩叶子，进一步拓宽了戏路。 进入二零一七年，三月二日，吴优与孙怡、邓伦等合作的都市情感励志剧《因为遇见你》在湖南卫视黄金档播出，她在剧中首次挑战反面角色，成功塑造了心机深沉、腹黑复杂的张雨欣一角，展现了其作为演员的可塑性；四月十五日，她参与录制的嘉宾访谈游戏秀节目《快乐大本营》于湖南卫视播出，此次节目是其首次登上《快乐大本营》的舞台，完成了备受瞩目的综艺首秀。 时间来到二零一八年，一月八日，吴优搭档夏雨等主演的悬疑刑侦剧《莫斯科行动》正式播出，她在剧中饰演了干练飒爽的驻俄女警宋琳，展现了不同以往的硬朗形象；一月二十二日，她与李泽峰主演的青春话题系列剧《泡芙小姐》宣布开机，吴优在剧中饰演核心角色泡芙，生动演绎了泡芙与三位性格迥异的闺蜜小若、玛丽、十三妖之间共同成长、有笑有泪的温暖故事；二月八日，由古龙同名小说改编的古装武侠电视剧《飘香剑雨》在爱奇艺播出，吴优在剧中饰演侠女孙敏，这是她首次尝试大量武打戏份，为此付出了许多努力；九月十二日，她成功入选“第五届中国电视好演员”推选活动的网剧组女演员名单，获得了行业的专业认可；九月二十日，她与张亮、白客、陈都灵等联袂主演的武侠爱情喜剧《鸣鸿传》在爱奇艺上线，吴优在剧中饰演了以捉妖师身份潜伏于汴京、实则深情款款的妖后明珠，其复杂而动人的表演为剧集增添了浓墨重彩的一笔。
二零一九年二月二十日，一部由吴优与陈希郡、刘萌萌、张承等人共同主演的古装魔幻喜剧《大唐魔盗团》正式与观众见面，她在剧中生动演绎了花灵这一角色，其角色设定是对魔盗团首领李天心怀真挚爱慕的灵动女子；同年九月三日，她主演的犯罪题材悬疑剧《伪钞者之末路》也如期播出，吴优在剧中塑造了刑警队警花王湘北这一形象，展现了其干练而坚韧的表演风格。进入二零二一年，二月八日，吴优参演的一部网络剧集《约定》上线播出；随后在十二月八日，她主演的聚焦援非医疗行业的专业剧集《大国担当之埃博拉前线》也与广大观众见面，进一步拓宽了她的演艺道路。时间来到二零二二年，三月二十七日，吴优参演的都市情感剧《追爱家族》播出；八月三十一日，她特别出演的一部都市生活轻喜剧《东八区的先生们》也温馨上线；同年十一月九日，吴优凭借其近年来的出色表现与行业认可，成功入选了2022年度电影频道“星辰大海”青年演员优选计划的正式名单，这标志着其演艺事业迈上了一个新的台阶。
二零二三年三月十六日，由吴优携手宋佳、王阳等演员共同演绎的情感悬疑题材网络剧《回响》正式上线播出，该剧凭借其精良的制作与引人入胜的剧情，在播出后收获了广泛的观众好评与行业关注，迅速成为吴优个人演艺生涯中一部具有代表性的新作品；随后在同年五月五日，吴优作为嘉宾参与录制的综艺节目《乘风2023》于芒果TV与咪咕视频两大平台同步播出，展现了其在荧幕之外的多样魅力；到了十一月二十五日，吴优出席了在中国澳门隆重举办的《2023爱奇艺尖叫之夜》盛典，并在该活动中凭借其近年来的出色表现与积极进取的职业态度，荣获了年度进取演员奖项，这无疑是对其专业能力的又一次重要肯定；紧接着在十二月二十五日，另一部由吴优参演的聚焦当代都市情感的议题剧《我知道我爱你》也与观众见面，进一步丰富了其作品序列。进入二零二四年，在六月二十四日，吴优再度参与了一项重要的文化活动《2024腾讯视频上海电视节》，持续活跃于公众视野。时间来到二零二五年，四月十八日，吴优以特别出演的身份参与的、旨在多角度探讨现代婚恋观念的社会观察类电视剧《成家》正式播出；随后在六月十九日，由其特别主演的、聚焦青春成长与社会话题的剧集《焕羽》也如期播映，吴优在剧中生动塑造了乔贝羽这一角色，为观众带来了全新的观剧体验。
吴优与周冬雨、古力娜扎均毕业于北京电影学院，三人曾是表演专业同班同学，共同度过了大学时光。早在2018年12月，吴优就在个人社交平台上分享过一组2011级北电表演班同学聚会的合影照片，记录下了同窗重逢的温馨场面。这些由吴优发布的聚会影像，不仅展现了同窗之间的深厚情谊，也勾起了许多人对校园生活的回忆。到了2023年4月29日，她的好友孙怡再次通过发布视频的方式公开为吴优《乘风2023》加油打气，表达了对她事业发展的支持与鼓励。
二零二零年十月二十四日，演员吴优以明星志愿者的身份，现身云南省麻栗坡县，积极参与了由北京韩红爱心慈善基金会所发起的“韩红爱心·百人援滇”大型医疗援助公益活动。此次公益行动旨在为当地医疗资源相对匮乏的地区提供切实的支援与帮助，吴优在活动现场全身心投入，与其他志愿者及医护人员一同协作，为居民提供各类医疗服务与关怀，展现了公众人物投身公益、回馈社会的真诚担当。吴优公益活动现场
吴优拥有高挑的身材和出众的气质，她不仅洋溢着90后一代特有的青春活力与幽默风趣，更始终展现出乐观积极的生活态度和踏实努力的工作作风。在网剧《睡在我上铺的兄弟》中，她敢于以素颜状态出镜，凭借清新自然的形象将夏星辰这一角色演绎得格外饱满立体，人物刻画生动而富有层次。吴优在剧中的表演细腻动人，带给观众许多惊喜，其私下也以勤奋刻苦著称，对待工作格外专注投入。此外，她在日常生活中的穿着打扮简约得体，颜值与气质相得益彰，整体给人留下深刻而美好的印象。