吴京1974年出生于北京，满族正白旗。6岁开始在北京市什刹海体校练习武术，1989年进入北京市武术队从事专业训练，师傅是吴彬。1991年获得全国武术比赛枪术、对练冠军。1994年获得全国武术比赛精英赛枪术、对练冠军。

1995年吴京在师傅吴彬的推荐下接拍了第一部电影《功夫小子闯情关》，该片由袁和平执导，吴京在剧中饰演杨学文一角。

1998年参演电视剧《拭血问剑》，饰演西门金哥一角；同年主演的电视剧《太极宗师》在内地上映，片中吴京饰演清末民初的内家拳宗师杨昱乾。

1999与萧蔷、焦恩俊等演员合作，出演袁和平导演的电视剧《小李飞刀》，剧中吴京饰演阿飞一角。

2000年在电视剧《策马啸西风》中饰演孟星魂。

2001年主演电视剧《江山儿女几多情》，扮演一位能文能武、沉稳威严的皇上；同年在张鑫炎执导的电视剧《少林武王》中扮演名将后裔昙志。

2003年3月参演电视剧《倩女幽魂》，饰演诸葛流云一角；10月赴横店拍摄电视剧《南少林三十六房》。

2005参演叶伟信执导的警匪功夫片《杀破狼》，片中吴京饰演反派杀手Jet；同年接拍电视剧《武当Ⅱ》。

2006在电影《黑拳》中饰演高岗一角。

2007参演电影《男儿本色》，饰演为了生存而不择手段的“天养生”，凭借这部电影的表现他获得第44届台湾电影金马奖最佳男配角提名。

2008年与萧亚轩合作拍摄MV《MoreMoreMore》；12月20日首部自导自演的电影《狼牙》在全国上映。

2010主演警匪动作电影《西风烈》，饰演性格鲁莽的警察杨晓明。

2012年10月电视剧《我是特种兵2》在江苏卫视播出，剧中吴京饰演90后特种兵何晨光；该剧国庆一周在江苏卫视的收视率排名第一，并在搜狐视频以近7000万的点击量排名榜首；

2013年1月8日获得搜狐时尚盛典年度时尚男明星奖；同年自导自演军事题材的电影《战狼》。

2014年3月，担任云南卫视军旅真人秀节目《士兵突击》第三季助梦大使。2014年5月11日新郎吴京拄着拐杖现身婚礼现场。同年主演电影《杀破狼2》

2015年，登上央视春晚，表演武术节目《江山如画》，节目里再现了《卧虎藏龙》等电影中的功夫场面；4月2日，其自导自演军事题材电影《战狼》在全国上映，该片上映首日就取得近四千万元的票房，创下国内军事题材电影首日票房纪录，上映三天累计票房已经1.37亿元；6月18日，主演的功夫电影《杀破狼2》上映，片中吴京饰演卧底探员志杰，该片首日票房拿下7200万元，第二天票房又突破4000万元，上映两天票房为1亿多元。最终票房5.6亿元。

2016年11月，当选中国文学艺术界联合会第十届全委会委员；同年，再次执导军事题材电影《战狼2》。

2017年7月27日，由吴京自导自演的动作军事电影《战狼Ⅱ》上映，他在片中饰演英勇果敢的铁血硬汉冷锋；该片上映36天票房突破55亿元，不仅打破中国内地市场票房纪录、全球单一市场单片票房纪录，还成为首部进入全球TOP100票房影片榜的亚洲电影。他也凭借该片获得东京电影节中国电影周金鹤奖的最佳导演、最佳影片、最佳男主角；影片获得中国-东盟电影节最佳影片奖。

2018年2月15日，参加中央电视台春节联欢晚会，与成龙演唱歌曲《中国》；3月17日，在第12届亚洲电影大奖上，吴京自导自演的动作军事电影《战狼Ⅱ》成为2017年最高票房亚洲电影；11月10日，吴京凭借《战狼Ⅱ》中冷锋一角获得第34届大众电影百花奖最佳男主角奖。12月8日，凭借《战狼2》获第十七届中国电影华表奖优秀男演员奖。12月29日，吴京当选中国电影家协会副主席。

2019年2月5日，主演的科幻片《流浪地球》上映，饰演一名航天员刘培强。8月20日，福布斯中国发布100名人榜，吴京位列榜首；同年，主演电影《攀登者》，参演电影《我和我的祖国》于9月30日上映。