2009年，吴承轩参演电视剧《国球》，饰演王宇航，正式进入娱乐圈。2010年，参演周楚濋、尚于博等主演的爱情电影《野草莓》，进入影坛；同年出演由皓威、杜玉明执导，由文章、陶飞霏等人主演的抗战题材电视剧《雪豹》，该剧获得2010年国剧盛典年度十大电视剧和第二十六届金鹰奖优秀电视剧奖并获得中国电视剧飞天奖荣誉奖提名，在剧中吴承轩饰演菊井。
2011年，在著名导演于立清执导的抗日题材剧《血色玫瑰2之女子别动队》中饰演佐佐木池野；同年出演《雪豹》姊妹篇、历史悬疑战争剧《黑狐》，饰王文渊。
2012年，吴承轩与张若昀、李卓霖等主演的红色青春励志革命大戏《风影》播出，同年再次出演战争剧《雳剑》，饰演尚孟哲。
2013年12月12日，吴承轩与潘泰名、章雯淇联合主演的电视剧《苍狼》播出，吴承轩饰演陈天放副手苍狼别动队队长秦枫；同年11月29日，吴承轩参演的首部电影《野草莓》上映，饰演小吴。
2014年，参演《雪豹》续集《雪豹坚强岁月》，饰演刘志辉。
2016年，出演《灰雁》，饰演周潼；同年在拍摄的大型古装剧《霍去病》中饰演高不识。由其主演的战争题材大作《黑狐之风影》将于2016年12月24日登陆重庆卫视，在剧中饰演智勇双全的队长王文渊。
2021年9月24日，主演的军事动作电影《苍狼之特战突击》在优酷全网独播。
2022年7月19日，《奔跑吧急救医生》官宣，吴承轩（饰演曲宇凡）参演。
