吴明彻字通昭，秦郡人。祖父吴景安，齐朝南谯太守。父亲吴树，梁朝右军将军。吴明彻幼年父母双亡，本性很孝顺，十四岁时，感叹坟茔还没有修建，家境贫寒没有什么可用来修建坟茔，于是勤劳耕种。当时天下大旱，禾苗庄稼都枯死了，他又悲又气，每次去到田中，都哭泣不止，仰天倾诉不幸。过了几天，有人从田里回来，说禾苗已经更生，他不相信，说是欺骗自己，到田中去看时，发现竟和那人说的一样。秋天获得大丰收，足够安葬用。当时有一个姓伊的人，擅长风水墓地之术，对他的哥哥说：“您安葬父母的那一天，一定有骑白马逐鹿的人经过坟地，这是最小的儿子大贵的征兆。”后来果然这事应验，吴明彻就是吴树最小的儿子。
吴明彻离家出任梁朝东宫直后。侯景进犯京师时，天下大乱，他有粟麦三千余斛，而乡亲们饥饿无食，于是告诉几位哥哥说：“当今草野盗贼四起，人不能考虑太长远，怎么能有这些粮食却不和乡亲们共用呢？”于是按人口平分，和他们同丰俭，盗贼们听说了就避开，赖以生存下来的人很多。
高祖镇守京口时，深切邀约他，吴明彻于是谒见高祖，高祖走下台阶接他，拉着他的手入席，和他谈论当世的事情。吴明彻也略读过书史经传，随汝南的周弘正学习天文、虚空、遁甲，略通晓其中奥妙，非常自负为英雄，高祖认为他非常不平常。
承圣三年(554)，被任命为戎昭将军、安州刺史。绍泰初年，随周文育讨伐杜龛、张彪等。东道平定后，被授职为使持节、散骑常侍、安东将军、南兖州刺史，封为安吴县侯。高祖受禅称帝，任命吴明彻为安南将军，仍然和侯安都、周文育率军讨伐王琳。大军失败覆灭后，吴明彻拔营回都。世祖即位，诏令由原职加任右卫将军。王琳失败后，被授职为都督武州、沅州二州诸军事、安西将军、武州刺史，其他职衔全部不变。北周派大将军贺若敦率领骑兵步兵一万多人忽然到达武陵，吴明彻寡不敌众，把部队带到巴陵，仍然在双林打败了北周的偏军。
天嘉三年(562)，被授职为安西将军。周迪在临川反叛，诏令吴明彻任安南将军、江州刺史，兼任豫章太守，统率众军，来讨伐周迪。吴明彻平素性格刚直，所辖内部不很和睦，世祖听说后，派安成王陈顼安慰告知吴明彻，命令他以原号还朝。不久又被任命为镇前将军。
五年(564)迁任镇东将军、吴陈书兴太守。告辞去吴兴郡就任时，世祖对吴明彻说：“吴兴虽然只是一个郡，但它是皇帝故乡，很重要，所以把它交给你。要尽力啊！”世祖身体不适时，征召授职为中领军。
废帝即位，任命他为领军将军，不久迁任丹陽尹，又诏令他可带四十名武装士兵出入皇帝和公爵住处。到仲举假托高宗传令，毛喜知道他的陰谋，高宗疑忌害怕，派毛喜和吴明彻谋划此事。吴明彻对毛喜说：“高宗居丧，日常纷繁的政务不免有过失，外临强敌，内有大丧。皇上亲近之人比周、邵还真诚，品德高过伊、霍，社稷最为重要，希望皇上能把到仲举的奏章留在禁中不批示，好好计议，千万不要过于疑忌。”
湘州刺史华皎暗里有叛朝之志，诏令吴明彻为使持节，散骑常侍，都督湘州、桂州、武州三州诸军事，安南将军，湘州刺史，送给他一部鼓吹，援助征南大将军淳于量等主兵讨伐华皎。华皎被平定后，任命他为开府仪同三司，晋爵为公。太建元年(569)，授职为镇南将军。四年，征召为侍中、镇前将军，其他职衔不变。
适逢朝廷商议北伐之事，公卿们有不同的意见，吴明彻决定计策请求前往。五年，诏令升任他为侍中、都督征讨诸军事，又给他一部女乐。吴明彻统率十多万大军，从京师出发，长江沿线的城镇相继投降，并殷情款待大军。大军抵达秦郡，攻克水栅。北齐派大将尉破胡率军援救，吴明彻打跑了他们，歼敌很多，秦郡于是投降。高宗因为秦郡是吴明彻的故乡，诏令准备牛、羊、猪三牲，下令拜祠上坟，文武羽仪很盛大，乡里都以此为荣。
攻克仁州，授职为征北大将军，晋爵为南平郡公，增加食邑至二千五百户。又攻克峡石岸上的二座城池。进逼寿陽，北齐派王琳率军守卫。王琳抵达，和刺史王贵显保住寿陽外城。吴明彻认为王琳刚到，军心尚未归附，趁夜晚攻打，半夜打败敌军，北齐军退据相国城和金城。吴明彻命令部队加紧修治进攻器械，又逼肥水灌城。城中很潮湿，很多人都患痢疾，手脚都肿了，死者达十分之七。适逢北齐派大将军皮景和率领几十万大军前来援救，在距离寿春三十里远的地方，驻扎下来不前进。将领们都说：“牢固的城池还没有攻克，敌人强大的救援部队就在附近，不知道您的计策将如何制订？”吴明彻说：“用兵贵在迅速，而敌人扎营不进，自己折损自己的锋芒，我知道敌人不敢交战这一点是明确的了。”于是亲自穿上铠甲，戴上头盔，从四面猛攻，城中震动恐慌，一鼓作气攻克了敌城，生擒王琳、王贵显、扶风王可朱浑孝裕、尚书卢潜、左丞李..马余，送到京师。皮景和惊慌害怕而逃跑，缴获了他的全部驼马和辎重。王琳被捉住后，他的老部下大多留在军中，王琳一向都得将士之心，看见他的人都抽泣着低下头来，不敢望他，吴明彻担心会有祸乱，派亲信追杀了王琳，传送他的首级。皇帝下诏说：“寿春是古都会，有淮河、汝水环绕，地势险要，控制黄河、洛水，地理位置重要。重臣吴明彻，图谋宏伟，一举攻克。他远大的谋略压倒当世。往日夷族在这里驻扎，营造天子基业，乌烟瘴气。如今一举扫平，恢复我疆土，功勋卓著，应任都督豫州、合州、建州、光州、朔州、北徐州六州诸军事、车骑大将军、豫州刺史，增封食邑至三千五百户，其他职衔不变。”诏令派谒者萧淳风，去寿陽册封吴明彻，在城南设坛，二十万将士列旗击鼓操戈披甲，吴明彻登坛接受册封，礼仪完毕后退下，将士们无不欢呼雀跃。
起先，秦郡隶属南兖州，后来隶属谯州，到此时，诏令谯州的秦、盱眙、神农三郡还隶于南兖州，是因为吴明彻的缘故。
六年(574)，吴明彻从寿陽入朝，皇帝车马驾临他的住宅，赐给他一部钟磬、一万斛米、二千匹绢布。
七年(575)，吴明彻进攻鼓城。大军抵达吕梁，北齐所派援兵先后到达的有几万人，吴明彻又大败他们。八年，晋升为司空，其他职衔不变。皇帝又下诏说：“往日军事行动都树起旗帜，两军交战都击鼓助阵，近来谬误更替，多与旧章不和，至于队伍，不能互相识别。今日应供给司空、大都督的钅夫钺和龙麾，他的次将也各有差别。”不久被授职为都督南兖州、北兖州、南青州、北青州、谯州五州诸军事，南兖州刺史。
适逢周氏灭北齐，高宗打算征服徐州、兖州。九年，诏令吴明彻进军北伐，命令他的大儿子戎昭将军、员外散骑侍郎吴惠觉兼理州中事务。吴明彻的部队抵达吕梁，北周的徐州总管梁士彦率军抵抗交战，吴明彻多次打败他，于是梁士彦退兵守卫城池，不再敢出战。吴明彻又逼清水来灌城，在城下环列船舰，加紧攻打。北周派上大将军王轨率军救援。王轨轻装从清水进到淮口，横在水中竖起木头，用铁锁穿住车轮，阻断船的通道。将领们听说后，很惊慌害怕，商议想劈开拦河坝，移动军营，用船载马，马主裴子烈建议说：“要是劈开拦河坝放船下去，船肯定倾覆，怎么能行呢？不如先把马打发出来，这样就行了。”刚巧吴明彻苦于背上生病很厉害，知道事情不会成功，还是同意了。于是派萧摩诃率领几千兵马先回来。吴明彻又自己陈书掘开拦河坝，趁着水势退军，希望获得成功。到清口时水势渐渐小下来，船舰都不能渡过，部队都溃散，吴明彻走投无路，于是被擒。不久因为忧愤加重病情，死于长安，时年六十七岁。
至德元年(583)，皇帝下诏，表彰吴明彻一生功绩，对他百战百胜的谋略和勇猛深加赞赏，对他被俘而不能赦免深表同情。追封为邵陵县开国侯，食邑一千户，其子吴惠觉嗣爵。