吴恩璇于二零零三年成功考入北京舞蹈学院，进入该校音乐剧系下设的戏剧影视表演专业学习。在二零零七年完成学业顺利毕业后，她随即加入了北京儿童艺术剧院，正式开启了自己的职业艺术生涯。除了长期以演员身份活跃于舞台与荧幕之外，吴恩璇也广泛涉足幕后创作领域，积累了丰富的制作与导演经验。例如，在话剧作品《东北往事》的排演过程中，她便曾担任副导演一职，负责协助导演统筹全局，并具体组织演员进行日常排练与剧目打磨工作，展现了其在舞台艺术创作方面的多元才能。
在2008年，吴恩璇正式开始了她的演艺生涯，她参演了由著名导演高希希执导，邓超与孙俪等联袂主演的年代大戏《甜蜜蜜》，并由此在影视圈崭露头角。同年，她还有幸参与了由王小帅编剧并亲自执导，张嘉译领衔主演的聚焦家庭亲情的故事片《左右》，进一步积累了表演经验。到了2010年，她将舞台拓展至话剧领域，参演了张慧执导的情感伦理话剧《请你对我说个谎》，在其中成功塑造了蓝色陶乐斯这一角色。2011年，她登上了更大的舞台，参与了由崔永元主持的中央电视台综合频道大型综艺节目《谢天谢地你来啦》，作为助演团的专职成员，为节目中的单元剧贡献了精彩的演出。同年，她还加入了由黄凯执导、陈彦妃主演的话剧《单身男女》的演出阵容，并跟随剧组奔赴上海、广州、深圳、浙江、湖南、湖北、重庆等全国多个城市，完成了超过五十场的巡回演出，积累了丰富的舞台经验。同年12月，她再度投身话剧舞台，在郭雨执导的作品《独家真相》中饰演了尚香一角。2012年，她的演艺事业延伸至大银幕，参演了由潘昊与葛文喆联合执导，黄晋琨等主演的、深刻描绘社会底层“蚁族”生存现状的电影《狂奔蚂蚁》，她所饰演的琳琳给观众留下了印象。2014年，她出演了瓦那执导、王铮主演的小清新风格电影《春娇与志明暗恋篇》，在片中扮演超市收银员春娇。同年，她首次在话剧舞台上担纲主角，主演了韩彦博执导的情感类话剧《狐狸小晶》，出色地演绎了女主角小晶。同年10月，她参与了饶晓志执导、刘文杰主演的舞台剧《东北往事》，不仅担任演员，还同时肩负了该剧的副导演职责，展现了多方面的才华。2015年，她回归电视荧屏，参演了由杨亚洲执导，李雪健、黄磊等实力派演员主演的家庭伦理剧《嘿，老头！》，在剧中饰演了情感细腻的角色苗苗。2016年，她再次与导演黄凯合作，参演了话剧《北京地铁》，饰演艾笑；同年，她还挑战了由邓树荣执导的全女班版话剧《安提戈涅》，反串饰演了国王克瑞翁的儿子海蒙，展现了其表演的可塑性。2017年，她参与了导演饶晓志执导的一部试验性话剧《你好，疯子》，在剧中挑战了饰演一位精神分裂的女主角Icy，其表演颇具深度。2020年8月19日，她参演的国内首部女性向悬疑推理剧《摩天大楼》正式播出。2021年2月12日，她出演的犯罪喜剧电影《人潮汹涌》登陆院线；随后在4月2日，她参演的另一部电影《第十一回》也如期上映。2022年5月18日，她出演的都市情感剧《欢迎光临》与观众见面；同年9月30日，她参演的电影《万里归途》在中国大陆公映。2023年，她参与了电影《流浪地球2》的拍摄工作；并于5月3日，迎来了她出演的都市职场轻喜剧《平凡之路》的播出。2024年1月11日，她出演的聚焦都市家庭生活的电视剧《如果奔跑是我的人生》播出。2025年5月9日，她参演的医疗生活题材剧集《我家的医生》也如期与广大观众见面。
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自《谢天谢地你来啦》开播以来，吴恩璇作为助演团的专职成员，持续参与了多期单元剧的演出。她凭借对各类人物形象的生动塑造与细腻诠释，逐渐赢得了广大观众的熟悉与认可，收获了持续的关注与喜爱。其参演的单元剧作品普遍获得了观众的好评，尤其在多次以乡下小姑娘造型登场时，她所展现出的那种朴实羞涩、自然动人的风格，深深打动了众多观众，以致被许多喜爱她的粉丝亲切地誉为“最清纯女助演”。在话剧《你好，疯子》的舞台上，吴恩璇充分运用自身积累多年的戏剧表演经验，游刃有余地驾驭了女主角Icy这一角色。她在同一舞台空间中，需要一人分饰多个不同角色，并在瞬间完成多重人格的切换与呈现，这一高难度的表演充分彰显了她扎实且不俗的舞台功底与掌控力。不仅如此，在《东北往事》、《狐狸小晶》等一系列其他作品中，观众同样能观察到她对所饰角色精准而深入的性格刻画，其丰富恰当的肢体语言更是为整体表演增添了鲜明的色彩与层次感。吴恩璇所具备的扎实台词功底，以及灵活自然、富有感染力的表演方式，也得到了包括香港知名导演邓树荣在内的业界人士的肯定与认可。