1932年秋，红四方面军在第四次反“围剿”斗争中失利，被迫撤离鄂豫皖根据地，西迁入川陕。此时吴世安任中国工农红军第四方面军十二师三十四团二营营长。在漫川关战斗中，许世友命令二营作前卫，与敌四十四师先头部队遭遇，经一场恶战，将敌击溃。随后，二营由前卫变成后卫，阻击敌人，保护后续部队胜利通过，整整阻击三天两夜，出色地完成了上级领导交给的战斗任务。

1933年1月，红四方面军抵达川北，开始创建川陕根据地。吴世安在反“三路围攻”和“六路围攻”中战绩突出，升任为团长。1936年在长征途中，历任红四方面军三十一军九十三师副师长兼参谋长、红四军十二师代师长、红三十三军九十八师师长等职。红一、二、四方面军胜利会师后，他进延安中央党校高级研究班和抗日军政大学学习，曾任抗大四期一大队一支队副队长。

抗日战争爆发后，吴世安历任八路军一一五师司令部教育科副科长、特务团团长，八路军苏鲁支队副支队长、八路军一一五师教导第五旅副旅长、新四军第二师四旅副旅长，新四军第五师十三旅旅长、五师三分区司令员和五分区司令员。

1945年8月15日，日本宣布无条件投降，但驻守在湖北天门县吴家新场的日、伪、顽军拒不缴械，继续与人民抗日武装力量对抗。8月17日，吴世安率部属团营干部及两个警卫排化装为农民，到吴家新场附近侦察。经过战前周密准备，采用围城打援的战术结合政治攻势，毙伤日、伪、顽军700余人，缴获机枪3挺，长短枪500余支，小钢炮一门，受到师长李先念、政委郑位三的嘉奖。同年10月，吴世安任中原军区第二纵队十三旅旅长。

解放战争时期，任陕南军区第一军分区司令员。1946年，在著名的“中原突围”战役中，吴世安率部与敌浴血奋战，突破敌人重重包围，实现了胜利转移，后编入晋冀鲁豫野战军十二纵队，任三十四旅旅长、江汉军区独立旅旅长、独立二旅旅长、鄂西北军区一分区司令员、中南军区湖北军区后勤部副部长。

中华人民共和国成立后，吴世安任中共武汉市委监察委员会副主任、湖北省公安总队队长、武汉军区公安军司令员、湖北省军区副司令员兼武汉卫戍区司令员、湖北省军区司令员、武汉军区副参谋长、军区顾问。

1955年吴世安被授予少将军衔，先后荣获中华人民共和国一级八一勋章、一级独立自由勋章、一级解放勋章。

1984年8月4日在武汉病逝，骨灰安葬于鄂豫皖苏区首府烈士陵园。著有《木兰山上的火种》星火燎原全卷11集；《罗政委关心我学文化》星火燎原全卷16集。