生于福建闽清，卒于上海。幼年时去马来亚（今马来西亚），20世纪40年代初回国。1949年毕业于同济大学医学院（今华中科技大学同济医学院）。历任第二军医大学副教授、教授、主任医师、科主任、副校长、上海东方肝胆外科医院院长、东方肝胆外科研究所所长、主任医师、教授，并曾兼任中华医学会副会长、中德医学协会副理事长、中国人民解放军医学科学技术委员会副主任委员。1991年当选中国科学院学部委员（院士）。长期从事肝胆外科教学和研究，是中国肝胆外科的开拓者和奠基人之一。50年代末，在中国首先提出人体肝脏解剖“五叶四段”的理论，为国际所公认。60年代发明间歇肝门阻断切肝术，成功施行了中国第一例中肝叶切除手术。70年代在中国首次开展肝海绵状血管瘤捆扎治疗法，施行肝移植手术。80年代提出无血切肝法。90年代率先开展腹腔镜下切肝术。主持完成的科研课题1978年获全国科学大会奖，1985年获国家科技进步奖一等奖，1990、1995年两次获国家科技进步奖二等奖，1993年获陈嘉庚奖，1989、1992、1999年3次获军队科技进步奖一等奖。1996年被中央军事委员会授予“模范医学专家”荣誉称号。2005年获国家最高科学技术奖。著有《肝脏外科学》《腹部外科学》《外科手术图解》等。

吴孟超为患者进行手术