1982年3月22日，吴恬敏出生于美国弗吉尼亚州的里士满市，她在童年时期便展现出对表演的浓厚兴趣，大约在十岁左右就明确立下了未来要成为一名职业演员的志向，并很早便开始在当地社区的各类活动中积累表演经验。1994年，当她就读六年级（约十二岁）时，吴恬敏首次正式登上戏剧舞台，在一部改编自经典童话的剧目《柳林风声》中扮演了一只活泼可爱的小鼹鼠角色，这次经历进一步坚定了她追求表演艺术的决心。随后在1998年，年仅十六岁的吴恬敏为了更系统地学习表演，独自搬到了纽约这座艺术氛围浓厚的城市，并顺利进入知名的李·斯特拉斯伯格戏剧学院，在那里她专注于古典戏剧的表演技巧训练，打下了坚实的专业基础。2005年，经过不懈努力，吴恬敏成功从纽约州立大学帕切斯分校戏剧艺术学院毕业，获得了艺术学士学位。值得一提的是，在大学求学期间，她曾在兼职打工的餐厅偶然遇见了享誉国际的华人导演李安，这次偶遇也成为她艺术生涯中一段难忘的插曲。完成本科学业后，吴恬敏的求知范围并未局限于表演领域，她还深入学习了心理语言学相关知识，甚至一度考虑进入哥伦比亚大学继续深造言语病理学专业，这反映出她对人类表达与沟通机制抱有广泛的学术兴趣。
二零零六年，这位演员的演艺生涯正式拉开帷幕，她出演了个人首部电影作品《斯蒂芬妮·达丽》，由此踏入演艺圈；同年，她还在犯罪题材剧集《法律与秩序：特殊受害者第八季》中亮相，积累了早期的表演经验。二零一一年，她与布里特·马灵、克里斯托弗·邓汉等人共同参演的心理惊悚电影《倾听我的声音》正式上映，进一步拓宽了戏路。次年，她挑大梁主演了黑色喜剧剧集《东区恋人们第一季》，展现了驾驭复杂喜剧角色的能力。到了二零一四年，她参演了动作犯罪电影《滑步舞》，在更具商业性的类型片中磨练了自己。演员吴恬敏在二零一五年迎来了一个重要转折点，她与兰道尔·朴合作主演了喜剧剧集《初来乍到第一季》，该剧改编自华裔美国厨师黄颐铭的同名回忆录，凭借在此剧中的出色演绎，她成功入围了第5届美国电视评论协会大奖喜剧类最佳表演奖的角逐；同年，由她参与出演的电视剧《初来乍到第二季》也首次与观众见面。二零一六年，她出演的另一部电视剧《初来乍到第三季》也如期首播。二零一七年是她事业蓬勃发展的一年，不仅入选了《时代周刊》“全球百大人物”榜单，彰显了其日益增长的影响力；同年，她还与布兰娜·布朗等演员联合出演了电视剧《东区恋人们第三季》；六月，她与安吉拉·翠姆博、乔希·法德姆共同主演的喜剧电影《婚情告急》登陆影院；九月，她参与配音的动画电影《乐高幻影忍者大电影》上映；十月，由其出演的电视剧《初来乍到第四季》播出，她凭借该剧中的精彩表现，入围了第8届美国评论家选择电视奖喜剧类最佳女主角奖。二零一八年，她与亨利·戈尔丁、杨紫琼联袂主演了爱情喜剧电影《摘金奇缘》，在片中生动塑造了依靠自身努力在社会中赢得一席之地的中产阶级女性朱瑞秋一角，并因此入围了第24届美国评论家选择电影奖喜剧片最佳女主角奖以及第76届美国电影电视金球奖最佳音乐及喜剧类电影女主角奖；同年十月，由她出演的电视剧《初来乍到第五季》首播。二零一九年七月十九日，她参与配音的动画电影《未来机器城》上映；九月十三日，她与詹妮弗·洛佩兹、朱丽娅·斯蒂尔斯联袂主演的犯罪喜剧电影《舞女大盗》上映，她在片中饰演了为抚养女儿并维持经济稳定而在俱乐部从事脱衣舞娘工作的单身母亲黛丝亭，展现了角色的坚韧与复杂性；九月二十七日，由她出演的电视剧《初来乍到第六季》播出。二零二一年一月十五日，她为动画电影《许愿神龙》献声配音。同年五月二十一日，她主演的科幻题材电视剧《芸芸众生》播出。二零二二年二月，有消息宣布她出演的《鳄鱼莱尔》定于同年十一月十八日在北美地区上映。此外，她也参演了电视剧《终极名单》。展望未来，根据计划，她参演的电影《朋友》将于二零二五年三月二十八日在北美部分选定影院上映。
吴恬敏出生于一个来自中国台湾的移民家庭，她的父亲在弗吉尼亚联邦大学担任生物学与遗传学教授，母亲则是一位专业的电脑工程师，而她的祖父母早年以种植竹笋为生，并未接受过系统的学校教育。在家中四个姐妹里，吴恬敏排行第三，她的姐妹们都拥有高学历，除了她以外，其他姐妹不是取得了硕士学位便是获得了博士学位。2020年夏季，吴恬敏与身为音乐人的男友Ryan Kattner迎来了他们的第一个孩子，是一个可爱的女儿。到了2023年，她参与了惊悚剧集《终极名单》第二季的演出，进一步拓展了自己的演艺事业。
吴恬敏是一位在好莱坞不断取得突破并大放异彩的亚裔演员，她身上兼具了勇于求变的探索好奇心，以及为人所称赞的率性直言的鲜明真性情。她时常展露出邻家女孩般亲切而甜美的笑容，在诠释各类喜剧角色时总能做到表演精确、分寸到位。每当进入表演状态，她总能给人全身心沉浸并投注于角色之中的深刻印象，即便是同一句简单的台词，她也能够挖掘并呈现出许多种层次丰富、情感各异的表现方法。不仅如此，在合作表演时她还非常注重互动与配合，愿意主动调整自己，顺着其他演员的表演节奏与方式自然地演下去。她那种天然的甜美气质，往往会让观众在看到她所饰演的角色被其他人排挤或误解时，不由自主地为她感到心疼与怜惜。与此同时，吴恬敏也是一位极具开拓精神的演员，她善于进行各种表演尝试，尤其喜欢挑战那些与自身个性存在显著差异的复杂角色。而在备受关注的电影《初来乍到》中，她成功塑造了一位严厉的虎妈形象，其表演从神态到细节都极具说服力，甚至连走路姿态都充满了不容置疑的威严气势。