毕业后，进入台塑企业仁武厂工作，担任助理工程师。工作一段时间后，决定回到校园，从事学术研究。1989年取得国立阳明大学医学工程硕士。后负笈美国，取得北卡罗莱纳大学环境科学与工程博士。在学期间，曾于1997年上，获得学生「风险评估专业最佳论文」奖项（毒理学）。学成归国，任教于国立台湾大学公共卫生学院。吴焜裕与毒物专家林杰樑医师长期合作，在许多公共卫生、食品安全议题上提出专业意见，曾参与瘦肉精美牛事件、塑化剂事件、毒淀粉事件、富味乡油品事件，以及馊水油事件等。2014年，吴焜裕过度劳累而