1917年3月9日，吳振宇出生于北青郡一貧農(nóng)家庭。年幼時，舉家遷居中國汪清。曾就讀于龍井大成中學(xué)，后中途綴學(xué)。早年即投身革命。1932年，任汪清腰營溝兒童團輔導(dǎo)員。1933年，加入汪清抗日游擊隊第4連。1939年，加入中國共產(chǎn)黨。1945年，以朝鮮工作團成員身份，在金日成同志率領(lǐng)下，跟隨蘇軍返回祖國。任平壤城防副司令官兼民警局局長。后轉(zhuǎn)為朝鮮勞動黨黨員。

1946年9月，任北朝鮮中央保安干部學(xué)校軍事副校長。1948年2月，自朝鮮人民軍建軍日起，加入人民軍。歷任獨立旅參謀長、旅長。1949年，任軍事學(xué)校校長。1950年，率部參加朝鮮祖國解放戰(zhàn)爭，任第43師師長。1953年，調(diào)任負(fù)責(zé)內(nèi)閣首相金日成保衛(wèi)工作。1954年，吳振宇任朝鮮人民軍第3師師長。晉升為少將軍銜。1956年4月，當(dāng)選為朝鮮勞動黨中央委員會候補中央委員。1957年10月，任第3軍團軍團長。1958年3月，任人民軍空軍和防空軍參謀長。改晉為空軍中將軍銜。1960年8月，任第1集團軍司令官。改晉升為上將軍銜。1961年9月，當(dāng)選為朝鮮勞動黨中央委員會委員。

1962年10月起，相繼當(dāng)選為朝鮮民主主義人民共和國第三～第九屆最高人民會議議員。1963年10月，晉升為大將軍銜。同月起～1967年，任朝鮮民主主義人民共和國內(nèi)閣民族保衛(wèi)省第一副相。1966年10月，當(dāng)選為朝鮮勞動黨中央政治委員會候補委員。1967年4月～1969年，任朝鮮人民軍總政治局局長。1968年9月，當(dāng)選為朝鮮勞動黨中央委員會書記。

1969年2月～1979年，任朝鮮民主主義人民共和國內(nèi)閣民族保衛(wèi)省第一副相兼朝鮮人民軍總參謀長。1970年7月，當(dāng)選為朝鮮勞動黨中央軍事委員會副委員長。11月，吳振宇大將當(dāng)選為朝鮮勞動黨中央政治委員會委員、中央委員會書記、中央委員會委員。

1971年1972年12月，當(dāng)選為朝鮮民主主義人民共和國中央人民委員會委員、中央國防委員會副委員長。1976年5月起，任朝鮮民主主義人民共和國人民武裝力量部部長兼朝鮮人民軍總參謀長。1977年12月，當(dāng)選為朝鮮民主主義人民共和國中央人民委員會委員，連任朝鮮民主主義人民共和國中央國防委員會副委員長、朝鮮民主主義人民共和國人民武裝力量部部長。1979年，兼任朝鮮人民軍總政治局局長。1970年、1971年、1975年和1977年曾訪問中國。1980年10月，當(dāng)選為朝鮮勞動黨中央政治局常務(wù)委員、中央軍事委員會委員。

1985年4月，吳振宇大將被晉升為朝鮮人民軍次帥軍銜。1990年，再次當(dāng)選為朝鮮民主主義人民共和國中央國防委員會副委員長。1992年4月，朝鮮勞動黨中央委員會、朝鮮勞動黨中央軍事委員會、朝鮮民主主義人民共和國中央國防委員會、朝鮮民主主義人民共和國中央人民委員會聯(lián)合做出決定，晉升其為朝鮮民主主義人民共和國元帥軍銜。1993年4月，當(dāng)選為朝鮮民主主義人民共和國中央國防委員會第一副委員長。

他為朝鮮光復(fù)、朝鮮民主主義人民共和國社會主義建設(shè)和朝鮮人民軍的革命化、現(xiàn)代化和正規(guī)化建設(shè)，做出了重大貢獻(xiàn)。1995年2月25日凌晨2時30分，因長期患病逝世于平壤。享年78歲。3月1日，朝鮮勞動黨中央、朝鮮民主主義人民共和國政府、朝鮮人民軍為其舉行隆重國葬。

安葬于平壤市東北郊大城山革命烈士陵園。

其子吳日正，現(xiàn)任朝鮮勞動黨軍事部長，朝鮮人民軍上將。