1979年,吴兴国退伍后即加入陆光国剧队,拜台湾老生周正荣为师,改唱文武老生,逐渐崭露头角。
1986年,吴兴国结合一群青年京剧演员,创立“当代传奇剧场”,他的创团作品选择了莎士比亚的《麦克白》,融合话剧、现代舞、电影手法,把嘻哈元素加进戏曲,取名为《欲望城国》。
1993年,与陈冲主演了由罗卓瑶执导的古装爱情电影《诱僧》,并由此获得第13届香港电影金像奖最佳新演员奖;《诱僧》拍摄结束后两周,吴兴国邀请叶锦添合作了改编剧目《楼兰女》,该剧的故事雏形来自于古希腊悲剧《美狄亚》,由吴兴国妻子林秀伟执导;11月4日,吴兴国与张曼玉、赵文卓和王祖贤主演的电影《青蛇》上映。
1994年,吴兴国与杨采妮、徐少强、高捷、刘松仁、姜大卫等主演了另类风格武打片《94独臂刀之情》;随后,与周润发主演了由王晶执导的赌片《赌神2》,饰演野心勃勃又心狠手辣的澳门赌王“仇笑痴”。
1996年,和刘德华、张国荣、宁静等主演了由潘文杰执导、徐克监制的民国黑帮剧情片《新上海滩》,饰演帮派大佬“冯敬尧”。
1997年,参演了由张婉婷执导,罗启锐编剧,张曼玉、邬君梅主演的历史剧情片《宋家皇朝》,饰演中华民国总统“蒋介石”。
1998年,吴兴国将莎士比亚四大悲剧中的《李尔王》改编成京剧《李尔在此》,他集合了京剧、昆曲、台湾原住民乐舞等舞台手段自导、自演,一人分别饰演包括李尔王、弄人、忠臣肯特、大女儿丽娥、二女儿丽甘、三女儿丽雅、瞎子葛罗斯特、私生子爱德蒙、疯汉爱德佳及吴兴国自己。该剧首演后获得好评,吴兴国应邀前往法国、日本、新加坡、美国、韩国、中国香港、中国澳门等多地演出。
2001年1月,参演了由成龙、徐若瑄、等领衔主演的动作喜剧片《特务迷城》,饰演外表斯文、内心险恶的反角“单于”。
2002年底,吴兴国接受了诺贝尔文学奖得主高行健的邀请,出演了由高行健亲自编剧、导演的剧目《八月雪》,饰演“六祖惠能”一角。
2004年底,吴兴国根据莎士比亚同名著作制作了魔幻传奇剧《暴风雨》,并邀请徐克担任总导演,叶锦添担任舞美设计,吴兴国则饰演剧中魔法师波布罗一角。
2006年,搭档谢君豪、张可颐、黄奕、及陈莉娜,领衔主演了丁黑执导的民国爱情故事题材电视剧《长恨歌》,饰演深情而大义的“李主任”。12月21日,吴兴国和多明戈合作,在美国大都会歌剧院上演张艺谋导演、谭盾作曲的歌剧《秦始皇》。
2007年,吴兴国首度尝试将古典小说《水浒传》改编成京剧作品,创作了新编京剧《水浒108—上梁山》,时间结合了曲艺、快书、单弦、嘻哈、电子摇滚乐与现代京剧,并在全新诠释古典文学上加入了武打功夫。
2010年,执导并改编了俄国文学家契诃夫的14篇短篇小说,制作了音乐歌舞剧《欢乐时光——契诃夫传奇》;10月,荣获第十四届国家文艺奖。
2011年4月,吴兴国执导的《水浒108》续篇《水浒108—忠义堂》首演;10月,又执导了跨国歌剧《康熙大帝与太阳王路易十四》,吴兴国不只担任导演,还主演康熙大帝;12月15日,在位于台湾新北市的台湾艺术大学获颁法兰西文学艺术骑士勋章。
2012年,与徐守莉、孙维民、姜大卫主演了剧情片《爱在廊桥》,影片取材于福建省寿宁县北路戏剧团的故事,记录了一位传奇人物对北路戏的毕生追求,以及对爱情的执着追求。
2013年8月,执导、编剧并主演的创新京剧《蜕变》为爱丁堡国际艺术节献上揭幕演出,该剧改编自卡夫卡的作品,吴兴国在剧中一人扮演七个角色,从父亲、母亲、妹妹、情人、虫子、卡夫卡到吴兴国自己。
2014年,吴兴国执导的《水浒108》终篇《水浒108之终极英雄—荡寇志》首演。
吴兴国与妻子林秀伟在云门舞集结识,后在吴兴国服役期间,前去《白蛇传》现场探班,当时出演许仙的林怀民突然扭伤了脚,吴兴国临时救场,与林秀伟饰演的青蛇开始了第一次合作演出。1978年,两人确认恋情。1980年结婚,育有一子一女。女儿吴采璘也是一名舞蹈演员。