1914年3月23日，吴祖垲出生于新塍一个没落的书香之家。父亲早年随祖父在上海，后辗转广东、杭州、宁波等地从事财务工作，因长年在外，吴祖垲兄妹三人由其母亲一人抚养成人。

1926年，考入嘉兴浙江省立第二中学校。

1929年，考入杭州省立高级中学。

1932年，他以该校首届理科毕业生第一名的成绩，破例免试保送浙江大学工学院。

1933年夏，考入国立交通大学。

1937年他从上海交大毕业后，选择了南京国民政府资源委员会中央电工器材厂的工作。

1938年该厂迁到广西桂林。在桂林时，吴祖垲了解到美国已经发明了荧光灯，发光功率是白炽灯的5~6倍，寿命为白炽灯的6倍。

1940年，他得知美国在1936年已生产日光灯，发光效率是普通灯泡的4—5倍，开始对日光灯产生浓厚兴趣，他凭自己在交大学得的基础知识，首先试制成了硅酸锌：锰（Zn2SiO4：Mn）荧光粉，并把它涂在866汞汽整流管的玻壳内。此管在工作时成功地发出了绿光

1958年冬，摆在初任773厂第一副厂长兼总工程师的他面前的产品方案有示波管、雷达指示管、黑白显像管和摄像管四大类12个品种。显像管年产量定为50万只，其它三类各共10万只。1960年苏联专家撤退，当时正值全国性经济困难时期，不少援建项目呈停顿状态。面对这种情况，他根据国防和国民经济近期和远期的需要，建议改变产品结构，将黑白显像管的年产量减少到10万只；同时开发储存管和准备试制彩色显像管。为此，他一方面筹建开发试验部，并仿效美国的模式成立了理化试验室、特种电子管试验室、储存管试验室、彩色管试验室、摄像管试验室、荧光粉试验室和试制车间；另一方面他抓黑白显像管、示波管和指示管的试制和玻壳及示波管、指示管的大量生产，这涉及到设备、模具、原材料、工艺等一大串问题。在吴祖垲的运筹与主持下，这些问题都得到较好的解决。1963年，773厂经国家顺利验收时已能生产四大类、10个品种的电子束管。到1977年他

1937—1945年就职于国民政府资源委员会中央电工器材厂有关分厂，先后任实习员、工务员、助理工程师、副工程师。

1946—1948年3月任美国无线电公司兰城（Lancaster）工厂产品开发试验部阴极射线管试验室工程师。

1948年3月—1949年4月任南京电照厂正工程师兼副厂长。

1949年4月—1958年10月任南京电照厂（今741厂）厂长、总工程师。

1958年10月—1978年8月任成都红光电子管厂（773厂）第一副厂长兼总工程师。

1978年8月—1986年6月任陕西咸阳陕西彩色显像管总厂（4400厂）第一副厂长兼总工程师。

1995年，起任陕西省决策咨询委员会特邀委员、彩虹集团公司高级顾问、西安交大名誉教授。吴祖垲院士还是第二届全国政协特邀委员，第三、五、六届全国人大代表，中国电子学会第一、二、三届理事、荣誉会员。中国电真空学会第一、二届常务理事、理事长。

吴祖垲原配徐慧玉，是他杭高读书时的同学同乡，嘉兴王店人。1937年，吴祖垲上海交大毕业前和徐慧玉完婚，婚后育有三子。1954年，徐慧玉因心脏病病逝于南京。1955年，吴祖垲和上海外贸部职工医院主治大夫杨影波再婚。吴祖垲长子吴宗鑫留学英国，归国后在清华执教，后曾任能源研究院院长；二子吴宗森为美国纽约理工大学博士，在加拿大滑铁卢大学任教；三子吴宗焱赴法留学，在法国邮电学院任教。

您是电子行业的老前辈，是陕西人民的骄傲，我们永远不会忘记您和老一代知识分子为国家建设发展作出的突出贡献。（陕西省委书记赵正永评）

中国电子工业特别是电视机产业发展迅速，吴老和老一代电子工作者为此奠定了坚实基础。我们将以吴老为榜样，发扬艰苦奋斗精神。（陕西省长娄勤俭评）

中国日光灯和电子束管的奠基人和开拓者、一辈子只说真话的仁者吴祖垲。（科学网评）