吴达洙上大学时做印刷店的兼职，一次偶然的机会他去一个小剧场送印刷好的传单，被话剧所吸引，于是开始在学校的中小戏剧和演出团担任临时演员。
1990年，吴达洙开始了正式的话剧演员生活。2002年，吴达洙通过歌舞喜剧《迪斯科王》进入影视圈。
2003年，参演了由朴赞郁执导，崔岷植、刘智泰、姜惠贞等主演的惊悚悬疑电影《老男孩》，吴达洙饰演监狱看守。
2005年3月10日，与金秀美、李文植等主演的喜剧电影《麻婆岛》上映，吴达洙由此获得第6届釜山影评家奖最佳男配角；4月1日，参演的由崔岷植、柳承范主演的动作电影《哭泣的拳头》上映；7月29日，由朴赞郁执导，李英爱、崔岷植主演的惊悚犯罪电影《亲切的金子》上映，吴达洙饰演“张先生”。
2006年2月16日，由金大宇执导，韩石圭、李凡秀、金敏贞主演的情色电影《淫乱书生》上映，吴达洙饰演陶瓷店店主“黄佳”，因此获得第27届韩国青龙电影奖最佳男配角提名；5月31日，搭档韩石圭、李文植、车艺莲主演的黑色幽默电影《殴打诱发者》上映，吴达洙饰演卡萨诺瓦声乐教授“永善”；11月30日，由李秉宪、秀爱主演的爱情电影《那年夏天》上映，吴达洙因饰演李秉宪的朋友“献均洙”而获得第15届春史电影节最佳男配角奖。
2007年，吴达洙与宋康昊继《汉江怪物》之后再次合作，主演了由韩在林执导的喜剧电影《优雅的世界》，饰演宋康昊的老乡也是不同帮派的成员“卢尚武”。
2008年，参演了由金知云执导，宋康昊、郑雨盛、李秉宪等主演的动作冒险喜剧《好家伙、坏家伙、怪家伙》。
2009年4月2日，在黄正民、柳德焕、严智苑主演的惊悚电影《影子杀人》中，吴达洙饰演巡警队长“英达”；9月10日，由张根硕、郑镇荣主演的惊悚犯罪电影《梨泰院杀人事件》上映，吴达洙饰演为张根锡辩护的知名律师。
2010年，参演了由金大宇执导，金柱赫、赵茹珍、柳承范等主演的情色电影《方子传》，吴达洙凭借该片获得第31届韩国青龙电影奖最佳男配角提名。
2011年，与金明民、韩智敏主演了由金锡允执导的喜剧侦探电影《朝鲜名侦探：高山乌头花的秘密》，饰演名侦探的左右手“韩西弼”，影片累计观影人数超过470万人。
2012年7月25日，与金允石、金惠秀、李政宰、全智贤等联合出演的犯罪动作片《盗贼同盟》上映，吴达洙饰演路线专家“安德鲁”，影片上映后连续刷新韩国影史十七项票房纪录，总票房达1298万3341观影人次，打破韩国影史票房纪录；8月29日，搭档林昌正、赵达焕、赵允熙主演的犯罪电影《共谋者》饰演，吴达洙饰演手艺高超、冷血阴狠的外科操刀手“庆载”；11月15日，参演的由裴亨俊执导，金在中、宋智孝领衔主演的轻松搞笑电影《胡狼来了》上映，吴达洙饰演变态的乡村刑警“马班长”。
2013年1月23日，由柳承龙、郑进永、葛素媛等主演的喜剧电影《7号房的礼物》上映，吴达洙在片中饰演囚犯老大“苏杨浩”，因此获得第50届韩国电影大钟奖和第49届韩国百想艺术大赏电影类奖项-最佳男配角奖提名；12月18日，与宋康昊、林时完、金英爱等主演的剧情片《辩护人》上映，吴达洙饰演了支持宋康昊的事务长“朴东浩”，影片上映后连续29天占领票房榜首，观影人次超过1137万。
2014年10月2日，参演的由金英卓执导，车太贤、南相美主演的喜剧片《慢放镜头》上映，吴达洙饰演车太贤走出家门后所建立的第一个人脉“炳洙”；12月17日，搭档黄政民、金允珍主演的剧情片《国际市场》上映，吴达洙饰演了德秀从小长大的挚友“达九”，影片最终观影人数突破1400万。
2015年2月11日，吴达洙与金明民再度携手破案，主演了《朝鲜名侦探：高山乌头花的秘密》的续集《朝鲜名侦探：奴隶的女儿》。8月5日，与黄政民、刘亚仁、刘海镇主演的韩国动作电影《老手》上映，饰演刑警吴组长。11月26日，与郑在泳、朴宝英主演喜剧电影《假装热情》上映，饰演高局长。
2016年3月30日，与尹宰文、李璟荣领衔主演的喜剧电影《大演员》上映，吴达洙在片中饰演生活困苦的话剧演员“张成弼”；6月16日，参演的悬疑电影《特别调查：死囚的信》上映。8月10日，与河正宇、裴斗娜等共同主演的灾难电影《隧道》上映，吴达洙饰演唯一一个和隧道内的李正洙保持联络沟通的救援人员“金大庆”，凭借该角色获得了第37届韩国电影青龙奖最佳男配角提名。同日，秀爱、吴涟序、河在淑等共同主演的电影《国家代表2》上映，饰演国家代表队的教练姜大雄。12月21日，与李秉宪，姜栋元，金宇彬等共同主演犯罪动作电影《Master》上映，饰演检察官出身的辩护人黄明俊。
2017年9月7日，参演的悬疑电影《杀人者的记忆法》上映；出演的奇幻电影《与神同行：罪与罚》上映。
2018年2月8日，参演的古装侦探喜剧电影《朝鲜名侦探：吸血怪魔的秘密》上映。
2020年11月10日，参演的犯罪电影《邻居》发布定档预告，宣布将于11月25日在韩国上映。
2022年4月27日，参演的电影《想见你父母》上映。
