1998银幕惊鸿
作为模特的吴彦祖出现在荧幕上的机会始于导演杨凡在大街上对他的海报惊鸿一瞥。之后吴彦祖便作为男主角之一出演了《美少年之恋》，在大荧幕上留下了那个懵然回头的英俊警察形象。尽管初次出演电影，吴彦祖的举手投足间还带有青涩感，但是仅凭他穿着那身警察制服英挺帅气的模样，已经足以使无数人难以忘怀。
1999年，由吴彦祖主演的电影《
紫雨风暴》，荣获第19届香港电影金像奖最佳摄影，第19届香港电影金像奖最佳剪接。
2001男神初现
一代人心中的英俊男人可以说是吴彦祖的固定形象，早期吴彦祖在电影中也多以年轻帅气的男偶像形象出现。《新扎师妹》里的吴彦祖可说是这类形象的经典代表之作。与杨千煤献鞯恼獠堪情喜剧是不变的灰姑娘套路的故事，还兼以警察黑帮做外衣，片中吴彦祖扮演的黑帮老大欧海文成为了一个经典的十全十美的男神楷模。
2003不断尝试 吴彦祖凭借在《妖夜回廊》中的角色获得了台湾金马奖的最佳男主角提名，这是他第一个得到最佳男主角提名的角色。吴彦祖饰演的男主角身上带有莫名黑暗的特质和分裂的性格，让人感受到吴彦祖在此类黑色电影中发挥出了不一样的演技。此片是独立小成本影片，带有悬疑惊悚元素，是吴彦祖一次另类的尝试。
2004摘得桂冠
成龙的《
新警察故事》，吴彦祖饰演片中大反派阿祖。吴彦祖此前一直被笼统的定义为一个光辉俊朗的正面人物形象，在这部片里却饰演一个几近疯狂的罪犯。在片中，吴彦祖的演技发挥淋漓尽致，将一个冷血扭曲带有癫狂成分的悲剧式人物跃然于屏幕之上。吴彦祖也凭借这个角色得到了第41届金马奖最佳男配角，这是他第二次提名金马奖。还获得中国电影金鸡奖最佳男配角提名，第24届香港电影金像奖最佳男配角提名。
2006新的开始
吴彦祖作为导演拍摄的伪纪录片《四大天王》，在正式放映之前曾经闹出了一连串的风波。片中吴彦祖同四人组成的ALIVE组合，原本一直作为一个真实存在的乐队在进行活动，谁知到众人最后发现这一切都是为了拍电影做出的假象，电影发布之后也引发了热议。2007年，吴彦祖凭借此片斩获26届香港电影金像奖新晋导演奖，为自己的导演生涯开了一个好头。
古装大片 吴彦祖参演的冯小刚古装大片《
夜宴》是当年的一部话题之作。吴彦祖在其中饰演的是誓言为父报仇的太子无鸾。作为一部中国式莎士比亚改编片，吴彦祖在剧中扮演的角色就是通常意义上的“哈姆雷特”。吴彦祖在片中的表现不失水准，一场面具之舞的戏份静默无言中传递着哀伤，古装扮相的吴彦祖带着忧郁，情感动人。
2007演技进阶
《
门徒》中的警察阿力是吴彦祖又一次触电表演，在表中吴彦祖饰演卧底毒窝的警察，在冷静的正义外表下见证吸毒者与贩毒者一场又一场的悲剧，自己也难免牵涉其中难以自拔。吴彦祖又一次奉献了精彩的演技，将故事里那个在正邪两立、人情义理之间不断挣扎的警察演绎的入木三分。吴彦祖演技水平不断提升在此片中得到了证明。
2009票房大热
麦兆辉、庄文强导演的《窃听风云》是一部剧情佳作，吴彦祖在片中的角色是一个年轻有能力却郁郁不得志的警察，同此前的一些角色不同，吴彦祖将一个不甘平凡的小人物悲剧式的命运展现于银幕上，和刘青云、古天乐三人同同台飙戏平分秋色。这是麦兆辉、庄文强继《
无间道》之后合导的又一力作，上映之后受到广泛好评。
2012年，导演陆川的新作《
王的盛宴》西楚霸王项羽一角将由吴彦祖担纲。
2013年，吴彦祖、冯德伦监制的年度犯罪动作大片电影《
控制》定于11月21日上映。
2014年6月18日，因母亲患上重病，吴彦祖决定暂停所有娱乐圈工作。解散经纪公司RevolutionTalentManagementLtd(星革盟有限公司)。
2014年8月12日，吴彦祖微博否认退出娱乐圈：热爱演艺工作从没想过退出，并开始全面复工。由韩国导演朴赞郁执导，吴彦祖出演的微电影《孵花》，于2014年10月22日在上海时装周全球首映。
2014年12月20日，吴彦祖将出演AMC电视网打造的美剧版《
西游记》(暂用名Badlands)男主角Sunny。
2015年3月15日，电影《
滚蛋吧！肿瘤君》在京举行发布会，电影讲述了29岁的年轻女漫画家熊顿与癌症抗争的故事，吴彦祖饰演熊顿的医生梁大夫。发布会上，吴彦祖一出现便引得粉丝尖叫连连。据悉，《滚蛋吧！肿瘤君》将于8月13日在内地上映。
2015年，凭电影《
魔警》，提名第34届香港电影金像奖最佳男主角。4月，传奇影业公司宣布吴彦祖参演的电影《魔兽世界》将于2016年6月10日以3D格式在北美上映，有望引进内地。电影由邓肯・琼斯执导，根据暴雪同名游戏改编，讲述在一个剑与魔法的奇幻世界中，两个对立的种族――人类和兽人之间的战争故事。影片由暴雪娱乐、传奇影业、环球影业联合出品。主演11月16日开播的美剧《荒芜之地》。
