吴海燕自五岁起便开始学习京剧演唱，早年进入上海戏剧学院的小小班接受启蒙教育，随后转入福建省戏曲学校进行系统深造，主攻青衣与花旦行当，并在刀马旦表演方面展现出尤为突出的才华。年仅九岁时，她已登台演出，参与了《小放牛》《柜中缘》等多部经典剧目的表演。至1965年，吴海燕顺利完成在福建省戏曲学校的学业并正式毕业，当时她成为全国范围内最年轻的中专毕业生之一；凭借在校期间的优异表现与扎实的专业成绩，她被福建省京剧团直接留用，从而开启了其职业戏曲演员的生涯。
一九六六年，文化大革命正式拉开序幕，在这一特殊的历史时期，吴海燕陆续登上舞台，先后在革命样板戏《红灯记》中成功塑造了李铁梅这一角色，随后又在《智取威虎山》中生动演绎了小常宝，并在《龙江颂》中饰演了江水英。此外，她还在《奇袭白虎团》中出演了崔大嫂一角。然而，由于她的父亲在当时被错误地打成了叛徒，整个家庭受到牵连，不得不随家人一同下放到福建的福安地区。在那里，她加入了福安军分区宣传队，继续从事文艺宣传工作。直至一九七一年，她才得以重新返回福建省京剧团，继续她的艺术生涯。
一九七五年，吴海燕于北京电影制片厂出品的剧情电影《海霞》中，成功塑造了海岛女民兵海霞这一鲜活形象。影片所讲述的女主人公海霞及其身边海岛女民兵们的动人故事，随着电影的公映迅速传播，在很短的时间内便已红遍大江南北，引起了广泛的社会反响。此后，她的艺术道路进一步拓宽，参与了包括京剧《红灯罩》在内的两部古装题材戏剧的演出，积累了更为丰富的舞台经验。一九七七年，吴海燕正式调入上海电影制片厂，开启了其演艺生涯的新阶段。调入后不久，她便在话剧《于无声处》中饰演了何云一角，紧接着又在电影《绿海天涯》中出演了地质工作者鲁琨，展现了其驾驭不同职业身份角色的能力。随后，她在电影《等到满山红叶时》中饰演轮船三副杨英，凭借对这一角色的精彩演绎，她获得了当届百花奖最佳女主角的提名，受到了业界与观众的瞩目。一九八零年，吴海燕在中叔皇与孙永平两位导演联合执导的剧情片《白莲花》中，饰演了绿林女豪杰白莲花，这一角色豪爽英武，给观众留下了深刻印象。该片上映后，不仅在艺术和社会层面获得了良好口碑，同时也取得了可观的市场收益，实现了社会效益与经济效益的双重丰收。同年，因其突出的工作表现与艺术贡献，吴海燕被评为上海电影制片厂的先进生产者。一九八一年，她在喜剧电视剧《卖大饼的姑娘》中担纲女主角王英，该剧剧情诙谐生动，后来荣获了第二届全国优秀电视剧二等奖；也在同一年，她于电影《检查官》中扮演了一位戏份虽不多但令人难忘的配角，诠释了一位因故致残的舞蹈演员的复杂内心世界。一九八三年，吴海燕主演了上海电影制片厂拍摄的电影《还乡》，在片中饰演了将全部精力和时间都无私奉献给气象事业的女主角肖榛；同年，她还在电影《水镇丝情》中挑战了身患绝症的女主角徐妹子一角，其细腻的表演感人至深。一九八五年，由她主演的电影《特区姑娘》正式上映，她在片中饰演了女主角陈颖，继续以其扎实的演技打动观众。时间来到一九九零年，吴海燕在电视剧《杨贵妃之谜》中，饰演了中国古代四大美女之一的杨贵妃，其古装扮相与表演备受关注；同年，她还参演了描写深圳改革开放历程的电影《你好，太平洋》，在时代画卷中留下了自己的身影。一九九一年，她在上海的美琪大剧院与张晓林、王诗槐等演员共同主演了话剧《国门内外》，再次回归舞台，展现了其深厚的戏剧表演功底。
一九九七年，演员兼导演吴海燕与知名财经小说作家梁凤仪就版权事宜达成一致后，亲自执导并领衔主演了由梁凤仪作品改编的电视剧《千堆雪，九重恩怨》。该剧在结构上分为前后两个部分，前十集内容对应《千堆雪》，后十集则延续为《九重恩怨》，剧集播出后获得了观众广泛的认可与良好的市场反响。次年，即一九九八年，由她主演的另一部电视剧《浣纱女的传说》与观众见面，她在剧中成功塑造了中国古代四大美女之一西施的经典形象。进入二十一世纪后，吴海燕的演艺事业持续发展，二零一零年，她在传记题材电视剧《国母宋庆龄》中诠释了重要历史人物宋庆龄。二零一二年，她出席了首届巫山神女杯艺术电影周的闭幕晚会。二零一四年，她随中国电影代表团参与庆祝中法建交五十周年的文化交流演出，在法国巴黎的舞台上深情演唱了其成名作电影《海霞》的经典主题曲以及精选的京剧唱段；同年十月，她参演的剧情电影《毕业那年：分手季》正式登陆院线。二零一六年，她于电视剧《海棠依旧》中再次出演宋庆龄一角，展现了其对该角色持久的理解与塑造力。二零一八年十二月一日，她亮相首届绍兴·柯桥新锐电影节，并作为颁奖嘉宾为电影《七十七天》颁发了最佳新锐影片奖。二零一九年七月，她参与了献礼主题话剧《日出东方》的演出。直至二零二四年一月二十日，吴海燕与丈夫章晓申一同受邀录制了中央电视台戏曲频道《梨园闯关我挂帅》的春节特别节目，夫妻二人联袂献唱了京剧《白毛女》中脍炙人口的《扎红头绳》选段，为节目增添了浓厚的传统艺术氛围。
一九五四年十一月二十七日，吴海燕出生于中国上海市，在家中子女里排行第三。她的父亲是我国著名的教育家吴石坚先生，吴石坚曾积极参与上海京剧院的筹建工作，并在该院担任常务副院长一职，长期作为京剧表演艺术大师周信芳先生在行政事务方面的得力助手，为剧院的管理与建设贡献了重要力量。吴海燕的母亲曾是苏南军区文工团的一名演员，同样从事文艺工作。吴海燕的丈夫是上海京剧院著名的文武老生、国家一级演员章晓申，夫妇二人均在戏曲界享有声誉。以上内容记录了吴海燕的家庭背景与亲属关系，并附有一张她的活动照片以供参考。
在二十世纪七十年代的中国银幕上，吴海燕所塑造的海霞这一形象，集中体现了当时社会对女性角色的理想化期待。与以往那些充满大义凛然气概的英雄人物不同，海霞身上更多地流露出一种属于女性的温情与柔美。令人称道的是，英雄的刚毅与美人的柔婉这两种看似对立的气质，在吴海燕的演绎中得到了巧妙而优雅的融合，形成了一种独具魅力的艺术特质。吴海燕的艺术道路颇为特殊，她最初扎根于京剧舞台，而后才转向电影表演，因此经历了一段适应并掌握电影艺术独特表现规律的过程。在这一转型实践中，她悉心体察与探索戏曲表演和电影表演之间的共通之处与本质差异，有意识地汲取京剧艺术在身段、节奏与情感表达上的精华，同时刻意淡化并舍弃了京剧表演中较为夸张的程式化动作，从而实现了艺术表现手段的有机转换。（《中国电影历史图志 1896-2015 下》 丁亚平 、《中国影坛新人录》 综合评价）吴海燕原本在京剧领域便是一位技艺全面的刀马花旦，堪称文武兼擅，她转而投身电影事业，在当年可谓“半路出家”，但其出众的才华与容貌很快为她赢得了“上影一枝花”的美誉。深厚的京剧功底赋予了她动作的优美韵律与唱念的圆润质感，这些严格的舞台训练为她日后在电影镜头前收放自如的表演奠定了极为扎实的基础。在剧情电影《等到满山红叶时》中，她饰演了一位在农村环境中成长起来的姑娘杨芙。其表演注重内心体验，以真切细腻、层次分明的手法，生动展现了角色复杂而丰富的感情波澜，其中尤以“哥哥”去世那场重头戏的演绎最为动人，堪称经典。此后，在电影《白莲花》中，她挑战了女匪首白莲花这一角色，成功地将人物外表豪放不羁、坚强果决，而内心却细腻敏感、充满矛盾的复杂特征刻画得淋漓尽致，入木三分。即便是在电影《检查官》中扮演戏份不多的配角，吴海燕也同样投入了深厚的创作热情，她精准地诠释了角色因不幸致残所承受的深切痛苦，以及对曾经舞台生涯的无限眷恋，并通过极其精准而富有感染力的面部表情，深刻揭示了人物内心深处的哀愁与不舍，展现了其作为演员的可塑性与艺术深度。