家庭
吴健雄出生在江南小镇江苏太仓浏河镇。乃父吴仲裔先生是位思想开明有远见卓识的达观人士。他早年就读于著名的上海南洋公学(上海、西安交大前身)，因不满校方禁止新思想的传播，参予闹学潮的行列。学潮之后，毅然退学，转入以倡导“学术自由、兼容并蓄”的爱国学社(蔡元培主办)。嗣后又入同盟会，并参加上海商团，学习军事技能。
1913年袁世凯就座临时大总统，独揽大权，党同伐异，导致“二次革命”。年轻的吴仲裔积极参加反袁斗争。二次革命败北，他扫兴地回归故里。吴健雄此时出生，小名薇薇。她系健字辈，行二。族人依“英雄豪杰”命名，故得名健雄。虽为女儿身，吴仲裔倒希望她不让须眉，胸怀男儿志，积健为雄。
吴仲裔先生不仅思想开明，且敏而好学，多才多艺。唱歌、吟诗、弹风琴、狩猎，还迷上无线电。他自己动手装了部矿石收音机，让小薇薇听到那来自天上的声音，给她买“百科小丛书”，向她讲述科学趣闻。吴仲裔深明大义洞识教育之重要，特别关注女性教育。当时浏阳镇上有座火神庙。匪患肆虐，香火已烬，庙院为商团所占。吴仲裔苦口婆心地说服众乡绅，拆庙建校，明德女子职业补习学校始立。校名取意为“大学之道，在明明德”。
吴仲裔自任校长，将其妻樊复华也拉做教员。广纳四乡平民子女读书，除开设弘扬中华文化的《论语》、《古文观止》外，还增立数学、注音符号新兴学科，研习缝纫、刺绣和园艺等。吴健雄七岁时便进校受启蒙教育。吴仲裔在课余常带女儿到镇上的天妃庙去玩，寻觅郑和航海事迹碑，向女儿讲述三宝太监郑和率船队下西洋的故事。
1984年10月，她第一次回到阔别40多年的故乡，参加母校明德学校恢复校名暨明德楼落成典礼，独资捐建明德学校紫薇楼。她平时俭朴著称，为设“吴仲裔奖学金”她慷慨解囊，捐出近100万美元巨款，以这种独特的方式表达她的“寸草心”，造福桑梓。四年后，她又专程回故乡，参加纪念父亲吴仲裔诞辰一百周年纪念活动，并亲自向太仓县59名优秀师生颁发首次“吴仲裔奖学金”。
师恩三叠
人们爱称吴健雄是中国的居里夫人。尽管她是1936年赴美，而居里夫人1934年已作古，失之交臂;但吴健雄在中央大学作毕业论文的指导教师施士元先生是居里夫人的学生，由此而言倒真有一种嫡亲的师承关系。吴健雄到美后，能以一个外籍女科学家的身份参与制造原子弹的“曼哈顿计划”，一缘其时她本身已崭露头角，更得力于她的老师美国“原子弹之父”、这项计划的主持人奥本海默对她的赏识和厚爱;吴健雄在柏克莱的导师、1959年的诺贝尔奖得主塞格瑞对她更是喜爱有加。
他们共同发现了对铀原子核分裂连锁反应有关键影响的惰性气体“氙”。吴健雄就有关研究结果写了篇论文，前列塞格瑞的名字准备发表，塞格瑞发现后删去了自己的名字。这篇论文以吴独自署名的方式在美国最有权威的《物理评论》上刊出，奠定了她在物理界的地位，俾使她顺利地获得了博士学位。此举成为科坛佳话。塞格瑞早年游学欧洲，与居里夫人有所过从。他在评论吴健雄时写道：“她的意志力和对工作的投身，使人联想到居里夫人，但她更加入世、优雅和智慧。”
1929年，吴健雄以优异成绩从苏州女师毕业，并被保送到中央大学。吴健雄念的是师范，按规定要先教书服务一年，才能继续升学，但由于当时规定并没有那么严格，因此吴健雄在这一年当中，并没有去教书，反倒是进了上海的中国公学再读一年书，因而也有机会成为胡适的得意门生。
吴健雄曾说过，在一生中影响她最大的两个人，一个是她父亲，另一个则是胡适先生。吴健雄和胡适的这段师生经历，不但吴健雄认为对她影响深远，而且胡适也曾在公开场合说过，这是他平生最得意、最自豪的事情。胡适勉励吴健雄你是很聪明的人，千万尊重自爱，将来成就未可限量。这还不是我要对你说的话，我要对你说的是希望你能利用你的海外往留期间，多注意此邦文物，多读文史的书，多读其他科学，使胸襟阔达，使见解高明，做一个博学的人。
1962年2月24日，台北“中研院”院士会后，下午有个酒会，吴健雄、袁家骝应邀出席。胡适讲完话后请吴健雄讲，吴健雄说他们已公推吴大猷作代表发言了。胡适遂请院士们用点心，正和朋友打招呼，忽然面色苍白，尔后仰身倒下，后脑勺碰到桌沿再摔到地上，吴健雄亲眼目睹这一惨剧，“悲痛万分，泣不成声”。翌日，吴健雄到殡仪馆瞻仰胡适遗容“全身发抖，悲伤尤甚”。三年之后，吴健雄伉俪再度赴台到胡适墓前扫墓、献花、参观胡适纪念馆。吴健雄把那封她珍藏了29年的信即1936年胡适在旧金山等船时给她的一封勉励信交给胡夫人，胡夫人亦将其放在展馆中陈列。
神仙眷侣
吴健雄的丈夫袁家骝博士也是享有国际声誉的物理学家，在高能物理、高能加速器和粒子探测系统研究上卓有成就。
袁家骝出身显赫，是袁世凯“二皇子”袁克文的公子。袁家骝幼时在老家河南安阳读书，十三岁时到天津上南开中学，后入燕京大学攻读物理。在燕大的校长司徒雷登的帮助下，得奖学金赴美深造。
1936年8月，吴健雄到柏克莱经友人介绍认识了杨。杨告诉她，两个礼拜前中国刚来一个留学生也是学物理的，叫袁家骝，并介绍他们相识。吴健雄想参观学校的物理系，袁家骝充当向导。学校原子实验设备的完善和精良吸引了吴健雄，她毅然改变东去的计划，决定留在柏克莱，遂与袁家骝成了同窗。
吴健雄才貌出众，又饱受中国传统文化的熏陶，爱穿中国的高领旗袍，更显女性的柔媚，加之她的气质典雅，成了男生们歆羡的焦点，众星捧月一般。他们将她的姓氏“吴”发声作“呜”，半开玩笑地唱在一首情歌中。连女同学也亲昵地叫她“基基”(中国话姐姐的发音)。但袁家骝终于使爱的方舟停泊在自己的港湾。吴健雄毕竟是有中国传统的女性，她迷人的外表和谨慎的言行里有一种理性和诚实的个性。羡于吴健雄的成就和才貌，婚前婚后身边来自男性的骚扰始终不断。吴健雄从容大度，应付裕如，又不礼。
1957年在以色列开的一个物理学国际会议上，一位主持会务的男士邀请她在以色列逗留几个月，游览访问。当时吴健雄与同一实验室的一男性物理学家同去的。她笑着回答邀请者，指着同仁说：“你去问他吧，如果他来我就来。”礼貌而又风趣地婉拒了。另一次，一位男士戏称她为“袁教授”，她大为不悦地更正道：“我是吴教授，袁太太。”
1942年5月30日，吴健雄三十岁生日的前一天与袁家骝结婚了。婚礼是在诺贝尔奖得主密立肯家中进行的。”两人在美国的许多同学好友都前来庆贺，如钱学森。婚后他们到洛杉矶的一个海滩上度“蜜周”(只一个礼拜)，婚后袁家骝克尽丈夫的职守，还延揽太太的活儿，练就十八般武艺：洗衣、吸尘、带孩子以至下厨。