1917年，吴自良出生在浙江浦江一个书香门第的知识分子家庭，自幼就养成了好读书的习惯。初中阶段，吴自良开始对自然知识产生了浓厚兴趣，也开始考虑一些社会问题和国家大事，科学救国逐渐成为了他努力学习的一股动力。

1937年卢沟桥事变爆发，日本发动全面侵华战争。吴自良就读的国立北洋大学被迫迁至西安，与北平大学工学院、私立焦作工学院、东北大学工学院联合组建西北工学院，在颠沛流离的求学生涯中，目睹着国家的羸弱，吴自良下定了科学救国的决心。大学毕业后，吴自良找到了一份待遇较好的工作，但他仍希望出国留学深造。吴自良在给母校一封请求帮忙赴美留学的信中写道：“深感美国近年来工业之突飞猛进，殊非在国内学习者所能望其项背，故谋出国求学之心油然而生”，西北工学院给予了吴自良出国手续办理鼎力相助。1943年，吴自良自费赴美国匹兹堡卡内基理工大学留学，学习冶金专业。吴自良非常珍惜学习的机会，埋头苦读，悉心钻研，在物理冶金方向打下了坚实基础。1948年吴自良以题为《片状铝单晶中滑移机制和内耗的关系》的论文，取得理学博士学位，毕业后留在卡内基理工学院从事金属研究工作。翌年应聘到锡腊丘斯大学材料系任副研究员，主持“软钢中阻尼和疲劳”的研究。

青年吴自良

1956年我国制订了《1956—1967年科学技术发展远景规划》，部署了原子弹研制任务。正当我国第一颗原子弹轰轰烈烈开展之际，承诺向我国提供援助的苏联却撕毁协议，撤走专家，给我国“两弹一星”事业的发展造成了很大困难。

研制原子弹必不可少的核材料是铀235浓度达到90%的高浓缩铀，而天然铀矿石中，铀235的含量极低，仅为0.71%，这就需要通过一系列复杂工序提高浓度。在这一系复杂工序中，最为重要的一步就是分离铀同位素铀235和铀238。20世纪50年代到60年代，气体扩散法是分离铀同位素唯一的工业规模的方法，分离技术的关键就是分离膜元件。这项关键任务落在了吴自良肩上。

1960年8月，二机部副部长钱三强召集上海冶金研究所、复旦大学、沈阳金属研究所等单位负责人下达了甲种分离膜研制任务。但由于力量分散、研究重复，阻碍了研究进度，最后任务集中落到上海冶金研究所。

吴自良在实验室

为了研制甲种分离膜，上海冶金研究所专门成立了第十研究室，吴自良担任主任。第十研究室根据科研任务顺序分成三组开展研究，作为第十研究室主任，吴自良必须全面掌握和了解三个组的研究情况和进度。吴自良后来回忆说：“在研制工作中，每个组他们要怎么做，事先都要征得我的同意，我不同意，他们是不能做的。我天天同3个组的研究人员在一起，每天都检查各组的进展情况，随时给予必要的支持。”就这样，吴自良每天工作十个小时以上，逢年过节也不休息，在实验室埋头苦干了三年，终于在1963年年底，攻下了甲种分离膜，使中国成为世界上继美、苏、英之后第四个独立掌握高浓缩铀生产技术的国家，为独立自主、自力更生发展我国的核武器和核事业作出了重要贡献。