983年，独立执导《没有航标的河流》，获得好评。1984年，执导《人生》，获得了第八届百花奖最佳故事片奖。这期间他当上西安电影制片厂厂长，于几年后再执导《老井》，在片中大胆起用张艺谋，影片最后大获成功，于1988年获得第八届金鸡奖最佳故事片奖，第十一届百花奖故事片奖，第二届东京国际电影节故事片大奖，第七届夏威夷国际电影节评审团特别奖等，而张艺谋也凭该片荣膺东京国际电影节影帝。1989年后因为政见与政府相左，吴天明被开除公职和党籍。90年代初，吴天明被迫流亡前往美国，在美期间曾以开录像店，贩卖中餐为生。