吴大猷的家世是世代书香、名门高第。祖父吴桂丹（字万程，号秋舫），光绪十五年（1889年）己丑科二甲第十七名进士，两年后散馆，由二甲庶吉士升补翰林院编修，记名御史。其父亲吴国基为桂丹公的次子，光绪二十七年（1901年）辛丑恩正併科举人，改就西学，曾出使菲律宾，宣统元年（1909年）奉派吉林省服官，不幸在宣统二至三年间关外鼠疫流行时病逝。此时吴大猷仅 4 岁。
学识养成.吴大猷刚开始上学时，中国教育制度正处于一片混乱。旧式科举制度已遭完全废除，而自国外引进的洋学制度，却因既有师资程度