忧去职免祸。守孝期间，协助城防，抵御农民军。任浙江巡按，升山西河东（蒲州）副使。升兵部侍郎，蓟辽总督、保定军务，节制宁远、山海、顺天三处巡抚。崇祯十一年（1638年）秋，清兵破墙子岭、青山口入关，吴阿衡连战五昼夜，兵败被俘，誓死不降，九月二十一日被处决。福王时追谥忠毅。遗骨由友人归葬裕州城南。