与临江王共敖，九江王英布击杀义帝于郴州（今湖南郴州）。汉高祖五年（前202年）二月，徙封长沙王，都临湘（今湖南长沙）。领长沙郡（今湖南省）、豫章郡（今江西省）、象郡、桂林郡（今广西壮族自治区）及南海郡（今广东省）五郡。但当时象郡、桂林郡及南海郡已被南越王赵佗所佔，豫章郡又早已封给淮南王英布，长沙国实际上版图只有长沙一郡。汉高祖五年（前202年）七月，奉命率兵定闽，病死于途中，谥文，长子吴臣袭位。三国时期，处于孙吴控制区的吴芮的坟墓被挖开，发现吴芮尸体和衣服不朽。同时坟墓内的砖块被用于兴建孙坚庙。