袁死后，他投靠皖系，1918年升任督办。1919年任京师行政局局长。民国9年（1920年）他因皖系段祺瑞下野而去职，寓居北京，转入商界，1922年任中兴公司驻矿协理、经理，1925年在第十五次股东会议上，被选为董事，曾参与临城劫车案谈判。1924年段祺瑞出任临时执政，1925年10月他被段祺瑞派为安徽省省长， 晋陆军上将衔，辞去了中兴公司的驻矿协理和董事职务，但仍是中兴公司的大股东。不久他解职，重新从商。1930年，吴炳湘逝世。
故居.吴炳湘在北京的旧居位于今北京市东城区西