吴亦凡出生于广东省广州市，父母离异后随母亲生活，10岁时和家人移民加拿大温哥华。2005年，在广州市第七中学就读初三，期间担任篮球队队长，参加少年NBA中国初中篮球联赛，带领队伍获得华南地区冠军。随后，回到加拿大在温斯顿爵士邱吉尔中等学校就读。2007年，高二时参加了SM公司的全球选秀，成为练习生。
2011年，吴亦凡出演少女时代中国台湾演唱会站的影像VCR。2012年2月16日，作为偶像团体EXO成员正式出道，后担任EXO-M的队长。4月8日，随EXO-M组合出席第12届音乐风云榜年度盛典，表演歌曲《MAMA》。2013年4月4日，其所在的EXO-M组合获得第13届最受欢迎组合奖，并现场表演歌曲《你的世界》。10月，与李赫宰、玉泽演共同担任亚洲音乐节主持人。
2014年5月15日，吴亦凡正式向韩国首尔中央地方法院提出请求判决与SM娱乐公司《专属合同》无效。6月，拍摄个人首部电影《有一个地方只有我们知道》。7月17日，为电影《小时代3：刺金时代》演唱片尾曲《时间煮雨》。11月6日，发行原创音乐单曲《有一个地方》，该曲亦是电影《有一个地方只有我们知道》主题曲。12月1日，入驻上海杜莎夫人蜡像馆。
2015年1月15日，出演周星驰导演的电影《美人鱼》。2月10日，主演的电影《有一个地方只有我们知道》在中国上映，他在片中饰演大提琴手单亲爸爸彭泽阳，该片最终取得2.87亿票房。5月5日，亮相纽约大都会博物馆慈善晚宴Met Ball。5月9日，提名第22届北京大学生电影节最佳新人奖。5月18日，参加浙江卫视真人秀节目《挑战者联盟》。5月19日，获得第3届伦敦国际华语电影节最佳新锐演员奖。6月24日，参加法国巴黎春夏男装周，这是其首次参加国际时装周。11月6日，发行个人音乐单曲《Bad Girl》。11月21日，参加《老炮儿》电影跨界演唱会，演唱歌曲《花房姑娘》和《Bad Girl》。12月24日，主演的电影《老炮儿》上映，他在片中饰演血性不羁的高干子弟谭小飞，该片上映四天取得2.3亿票房。12月30日，吴亦凡获网易有态度人物盛典最有态度银幕偶像奖。同月，作为90后代表入选《人物》杂志年度面孔，登上该期杂志封面。
2016年1月7日，获得微博之夜微博King大奖。4月5日，登上中国内地杂志《人物》单人封面，该期杂志预售超过5万册销量。4月28日，获得全球移动互联网大会颁发的“内地最受关注男演员奖”。6月18日，凭借电影《夏有乔木雅望天堂》获得第19届上海国际电影节电影频道传媒关注单元“最受传媒关注年度新人奖”，吴亦凡在片中饰演患有自闭症的俊美少年夏木。7月8日，主演的电影《致青春·原来你还在这里》在中国上映，他在片中饰演全能学霸、富家少爷程铮，该片最终取得3.37亿票房。9月27日，获得亚洲新歌榜年度盛典年度最具影响力男歌手奖。9月，吴亦凡担任第3届丝绸之路国际电影节青年大使。9月30日，主演的电影《爵迹》在中国上映，他在片中饰演温润如玉且实力强大的大天使银尘。10月26日，凭借《夏有乔木雅望天堂》获得第1届东京电影节中国电影周金鹤奖最佳男主角奖。11月4日，推出英文单曲《July》，该曲上线后登上美国iTunes付费下载榜即时总榜第49位及电子榜单第一位。12月3日，获得第10届音乐盛典咪咕汇年度内地最受欢迎男歌手奖。12月28日，获得腾讯娱乐白皮书年度之星奖。12月21日，和谭晶为电影《西游伏妖篇》演唱宣传主题曲《乖乖》。
2017年1月20日，为电影《极限特工：终极回归》演唱主题曲《JUICE》，该曲上线后登上iTunes美国即时下载总榜第28位。1月28日，主演的电影《西游伏妖篇》在中国上映，他在片中饰演腹黑呆萌的驱魔人唐三藏，该片的预售总票房达到1.76亿，累计票房16.5亿。2月13日，出席格莱美奖，并接受了格莱美官方等多家外媒专访。3月29日，参加综艺节目《七十二层奇楼》。4月，以演员、歌手身份登上美国福布斯30岁以下杰出人物青年领袖榜。6月，担任嘻哈说唱音乐选秀节目《中国有嘻哈》明星制作人。7月，发行个人首张音乐EP《6》，预售9小时突破100万数字销量。8月25日，主演的电影《星际特工：千星之城》在中国上映，他在片中饰演纳泽，该片是吴亦凡在好莱坞电影中首次亮相。10月12日，联手Travis Scott推出英文单曲《Deserve》，该曲上线后登上美国iTunes即时下载总榜和嘻哈说唱榜双榜第一名。11月27日，英文单曲《B.M.》在全球上线。12月16日，获得第11届音乐盛典咪咕汇“年度最佳男歌手奖”和“年度最具号召力歌手奖” ，其音乐单曲 《6》获得“年度10大金曲奖”。
2018年2月4日，以“NFL第52届超级碗推广大使”身份担任超级碗官方活动“Super Bowl LIVE”的表演嘉宾，演唱歌曲《Deserve》和《Juice》。4月24日，与环球音乐集团签订全球唱片合约。5月18日，推出由他包揽词曲创作的英文单曲《Like That》，该曲发行首日登上美国线上音乐商店iTunes Store即时单曲销量总榜和分榜第一名；该曲还登上美国公告牌100强单曲榜第73位，吴亦凡因此成为首位登上该榜的华人歌手。6月6日，推出由他包揽词曲创作的中文单曲《天地》，该曲发行后成为爱奇艺S+级节目《中国新说唱2018》的节目主题曲。11月2日，发行首张音乐专辑《Antares》，收录《Like That》《November Rain》《Freedom》在内的13首歌曲。
2019年4月19日，发行原创单曲《大碗宽面》，该曲获得2019华人歌曲音乐盛典及第27届东方风云榜颁发的“年度金曲奖”。8月7日，发行音乐单曲《破晓》。10月15日，参演综艺《潮流合伙人》，与合伙人杨颖、潘玮柏、赵今麦、福克斯在日本东京限时营业。同年，主演的电视剧《青簪行》启动拍摄。11月6日，在北京举行《贰叁》秋日乐享会。
2020年1月17日，发行音乐单曲《侠客行》。4月15日，发行音乐单曲《极光》。4月1日，与鹿晗合作的音乐单曲《咖啡》上线。4月22日，推出音乐EP 《TESTING》。7月，作为厂牌主理人坐镇爱奇艺综艺节目《中国新说唱2020》。8月，加盟综艺节目《潮玩人类在哪里》，担任潮流召集人。12月19日，参加跨年晚会《启航2021》节目。12月4日，主演的真人CG魔幻电影《冷血狂宴》在腾讯视频上线，在片中饰演银尘。
2013年11月27日，“吴亦凡益起来”活动在新浪微公益下正式启动， 吴亦凡亲笔勾画益起来玩偶并作为头像，号召粉丝做公益。2014年9月21日，参加公益晚会《芭莎明星慈善夜》。2015年7月9日，为韩红爱心慈善基金会发起的“百人援贵“医疗援助行动录制应援视频。9月23日，参加公益晚会《芭莎明星慈善夜》，捐出高定耳机，并拍卖所得捐给为爱加速思源·芭莎贫困县救护车项目。
2016年1月21日，发起“不凡荣誉球场”公益项目，该项目旨在为没有球场的贫困地区完善相关体育设施。2月13日，参加在加拿大举行的《美国职业篮球联赛NBA名人慈善赛》，吴亦凡在赛场上贡献了6分7篮板，他所在的加拿大队以74-64击败了美国队。2017年2月18日，参加《美国职业篮球联赛NBA名人慈善赛》，拿到3分3篮板，吴亦凡所在东部队以88-59击败西部队。6月，录制公益广告《光荣与梦想——我们的中国梦》。8月8日，四川省阿坝九寨沟发生7.0级地震，吴亦凡以个人名义通过“不凡梦想计划”中国社会福利基金会向灾区捐款50万元人民币，用于灾后重建。
2018年1月31日，吴亦凡登上《中国慈善家》杂志发布的“2017中国慈善名人榜”，排名第25位。3月27日，成为美国福布斯榜29位评委之一，参评亚洲地区30位30岁以下娱乐与体育杰出人物。4月30日，参加央视五四晚会，获得年度“五月的鲜花”优秀青年演员称号。8月，吴亦凡的“吴亦凡梦想行走团”带动粉丝们在中国发起关爱特殊群体、冬季送温暖、捐赠衣物、保护小动物、植树造林在内的百个公益活动。9月15日，参加第3届超级企鹅篮球名人赛，作为红队1号出场。
他拥有偶像气质的同时，还有才华、形象及热爱公益的心（腾讯娱乐评）。吴亦凡的表演让人印象深刻，他对角色各方面的把握切换自如（《亚洲电影资讯》评）。他能保持谦逊低调的工作态度，不仅眼里有人，更是心中有戏（冯小刚评）。他之所以能够获得成绩，一方面在于帅气的形象，另一方面在于他的努力、谦逊和敬业（张一白评）。在电影《欧洲攻略》中，吴亦凡的表现令人满意。他演出了一种不经意的、很自然的帅。在拍摄中，他对前辈恭敬，具有敬业精神（马楚成评）。