主进步党提名的苏焕智竞选台南县县长，结果以44.5%的得票率落败，后将选举补助款联同亲友募款约一千万，以母亲的名义成立奖学金。2002年获颁国立台湾师范大学第2届杰出校友。在马英九台北市长任内担任教育局长，外界大多视吴为马团队的一员。2006年郝龙斌当选市长，吴留任于台北市政府，并在大台北地区「一纲一本」、「北北基联测」政策中扮演重要角色。在马英九总统任内于2009年9月10日出任教育部长。2010年，曾被指控施压专案小组，通过王晓波提议的课纲调整案。后在立法院受质询时，宣誓不会改变台湾史独