吴健雄出生于江苏太仓,1929年她以最佳成绩由苏州女师毕业,并获准保送进入南京大学前身国立中央大学。但按当时的规定,师范学生保送上大学需要先教书,服务一年。于是她进入私立中国公学任教并继续学习。当时胡适在该校兼任校长并讲授“清朝三百年思想史”课程。一次考试之后,胡适改完卷子兴奋地对同在公学执教的杨鸿烈、马君武说:“我从来没有看到一个学生,对清朝三百年思想史阐述得这么透彻,我打了一个100分。”杨、马二人闻言,也说班上有个学生总得一百分。三人分别把这个学生的名字写了下来,拿出来一看,居然都是“吴健雄”。三位老师开怀大笑:“怪不得她能保送进中大呢!”
1930年吴健雄进入中央大学,攻读数学专业。吴健雄资质俊秀,学习游刃有余,在求知欲的驱动下,她翻阅了一些有关X光、电子、放射性、相对论等方面的书籍,没想到一下子便被伦琴、贝克勒尔、居里夫妇、爱因斯坦等科学巨匠给深深地吸引住了。于是,她第二学年便申请转到了物理学系。
当时,中大的女学生宿舍在北极阁山下的石婆婆巷,是一片属于教会的楼房,有东、西、南、北4座楼,房间有大有小,大的住6人,小的住3人,最小的只容1人。吴健雄住南楼,起初与人同住,后来为专心念书,便搬到南楼后面平房中的小屋中闭门读书,很少参与娱乐活动,节假日也难得出去。她有位叔父在南京任职,星期天总是开车来校,想接侄女到郊外“换换脑筋”,可每次载走的总是她的同学。越是这样,她叔父越是担心她的身体,越是要拉她出去“透透空气”,但总是很难说得动她。
对于这一切,施士元都是看在眼里,喜在心上。
就在吴健雄进入中大的第二个年头,日寇在我国东北发动了“九·一八”事变;第三年,日寇又在上海挑起了“一·二八”事变。吴健雄是位很温和的学生,但是在民族存亡的生死关头,她在教室里再也坐不住了。1931年“九·一八”事变之后的12月,她冒雪参加了总统府门前的静坐示威活动,逼得蒋介石不得不出来向学生作个交代。不久以后,吴健雄还成了大家公推的学生示威游行的领头人。
1934年,在施士元的精心指导下,吴健雄撰写了一篇题为《证明布喇格定律》的优秀毕业论文。带着师友的殷切厚望,她于1934年离开了母校,不久即赴美继续深造。
此后历经数十年的艰苦奋斗,吴健雄为世界现代物理学发展作出了杰出的贡献,她在博士在读期间就参加了制造原子弹的“曼哈顿计划”,解决了连锁反应无法延续的重大难题,被人们称为“原子弹之母”。她还验证了著名的“弱相互作用下的宇称不守恒”和“β衰变中矢量流守恒定律”,并先后获得了各国政府及世界著名大学颁发的荣誉、学位和奖励等,成为名副其实的“世界物理女王”。