1989年,吴紫彤参演
琼瑶电影《婉君》和《
哑妻》,以童星身份出道。1995年,参加电视系列剧《
闪光的年华》的拍摄,并在片中担任主角何蓉。2000年,吴紫彤参加
中国中央电视台“挑战主持人”比赛,成功进入决赛。2002年12月,出演历史古装剧《
孝庄秘史》。2007年9月,主演电视剧《
火力少年王2》播出。2008年,吴紫彤参演现代情感电视剧《
天下兄弟》。同年9月,参演公安情景电视连续剧《
马警长的故事》。
2002年12月,出演历史古装剧《
孝庄秘史》,在剧中饰演多尔衮的义女,骄横无理的皇后娜木钟,播出时创下15%最高收视率、平均收视率12%的成绩,在
湖南省、湖北、江浙等地播出时也创下了当地收视冠军。2007年,参演有张歆艺和陈思诚主演的爱情剧《
爱是一颗幸福的子弹》。同年9月,主演电视剧《火力少年王2》播出。2008年,参演爱情剧《
天下兄弟》,讲述了双胞胎兄弟刘栋与田村一出生便被分开,一个在农村土生土长,一个进入高级军官家庭的故事。同年9月,参演“深圳制造”的公安情景电视连续剧《
马警长的故事》在北京电视台播出,反响热烈,收视率从通常的0.3至0.74上升到0.6至1.2。12月,参演由黄力加执导的家庭剧《
人活一张脸》。2009年3月,参演的电影《
檀香迷案》上映,饰演肖巧云。同年7月,出演悬疑电影《
血色深宅》。2010年7月,与吴越、柯蓝、苏可等人共同主演电视剧《
我的非常闺密》。次年,在喜剧《
二号交通站》中饰演齐翠芬。3月,参演的战争片《
惊沙》上映。
2012年6月,参演由
康洪雷执导的
历史剧《
我们的法兰西岁月》。次年6月,出演根据作家
毕飞宇的同名小说改编的电视剧《
推拿》。9月,主演喜剧《
老家门口唱大戏》,该剧将视角对焦现代农村,展示了新时期农民对经济发展和精神文化生活的追求。
2014年9月,与红心、
王伍福、
姬晨牧等人共同主演历史剧《
人间正道》,饰演王若男。次年9月,主演的剧情电视剧《
等爱回家》播出。2017年4月27日,与
刘敏涛、
李砚、
霍青等人共同演绎的爱情电影《
黑蝴蝶》在北京大学生电影节首次上映,并于2018年9月15日在中国大陆上映。2017年8月25日,主演的
惊悚片《素素》在
蒙特利尔电影节上映。2019年8月26日,吴紫彤出演的军旅剧《
陆战之王》播出。2022年5月,参演由
张若昀、
白鹿、徐开聘等人主演的电视剧《
警察荣誉》,该剧讲述了在“警情高发”的平陵市八里河派出所,新老警员执法为民精神的代代传承。同年8月,出演的悬疑片《
致命记忆之花开双生》上映,她在片中饰演
赵美兰。