吴文镕是清嘉庆二十四年进士，选庶吉士，授编修。屡膺文衡，称得士。六迁为翰林院侍读学士。督顺天学政，剔弊清严，在任累擢詹事、内阁学士。召回京，署礼部侍郎，寻实授。调刑部，兼署户部侍郎。迭命偕大学士汤金钊赴安徽、浙江、江苏及南河按事。

清道光十九年，吴文镕出为福建巡抚，时方严烟禁，英吉利窥伺沿海，偕总督邓廷桢筹防，敌兵至，不得逞。清道光二十年调湖北巡抚，未行，暂护闽浙总督。清道光二十一年，入朝，后改任江西巡抚。值岁祲，力筹抚抚恤，裁减漕丁陋规。吴文镕在江西数年，举廉惩贪，吏治清明。捕教匪戴理剑等，及南安、赣州会匪，并置诸法。

清嘉庆二十八年吴文镕调任浙江巡抚。入境过衢州时，廉得游击薛思齐贪劣，劾戍新疆；又劾不职县令五人。因官多调摄，徒烦交代，政无考成，奏革其弊，风气为之一变。以覈办清查，本省官吏不可信，请简派户部司员来佐理，诏不许。未几，命偕侍郎季芝昌清查浙江盐务，奏筹变通章程以专责成，除浮费为要务，盐课日有起色。浙东渔山岛为盗薮，檄水师捕获百余人，毁其巢。清嘉庆二十九年浙江发大水，吴文镕以遇灾恐惧，上疏自劾请罢，诏以其言近迂，严斥之。吴文镕亲赴嘉、湖诸属察灾轻重，力行赈抚。秀水令江忠源勤廉称最，治赈治盗及塘工皆倚办，以忧去。吴文镕叹曰：“贤如江令，可令其无以归葬乎？”自支养廉五百两畀之，奏办赈功，以忠源首列。清嘉庆三十年，海塘连决，吴文镕驰勘，落水几殆，自劾疏防，革职留任。塘工竣，复职。后擢吴文镕为云贵总督。

清咸丰元年，入觐，吴文镕甚重之，嘉其忠诚勇於任事，勖以察情伪，惜身体，吴文镕益感奋。永昌边外夷匪肆掠，久不靖。吴文镕至，檄土守备左大雄深入搜捕，擒斩数百，匪遁雪山外。粤匪日炽，吴文镕疏论提督向荣冒功讬病，恐误军事，诏选将才，奏保游击巴扬阿等九人。贵州黎平知府胡林翼治团练剿土匪，令得便宜从事，疏荐之。江忠源在广西军中，吴文镕致书曰：“永安贼不灭，若窜湖南，不可制矣！”清咸丰二年调闽浙总督，未行，而粤匪果由湖南北窜，破武昌。清咸丰三年春，遂踞江宁，东南大震。云南永昌回匪亦蠢动，吴文镕调兵扼险，亲驻寻甸督剿。主寻调寻调湖广总督。粤匪方自下游上窜，连陷黄州、汉阳。吴文镕9月抵任，是日田家镇诸军失利，武昌戒严，城昼闭，居民一夕数惊。巡抚崇纶欲移营城外为自脱计，吴文镕誓与城存亡，约死守待援，议不合。贼已逼城，吴文镕坐城上激厉将士，守数旬，围解。崇纶转以闭城坐守奏劾，诏促进复黄州。吴文镕方调胡林翼率黔勇来会剿，又约曾国籓水师夹攻，拟俟两军至大举灭贼。崇纶屡龁之，趣战益急。吴文镕愤甚，曰：“吾受国恩厚，岂惜死？以将卒宜选练，且冀黔、湘军至，收夹击之效。今不及待矣！”清咸丰四年1月，吴文镕督师进薄黄州，屯堵城。大雪，日行泥淖，拊循士卒，而辎粮不时至。贼分路来犯，都司刘富成击却之。贼复大至，吴文镕挥军力战，后营火起，众溃，投塘水死之。崇纶奏称失踪，署总督台涌至，乃得实以闻。诏依总督阵亡例赐恤，予骑都尉兼云骑尉世职，谥号“文节”，祀京师昭忠祠。

古逾数逾数月，曾国籓进兵黄州，访询居民，备言战殁状，皆流涕。於是疏陈当时无水师，不能制贼。吴文镕筹置之难，为崇纶倾陷牵掣，以至於败；且讳死状，欲以诬之。清文宗皇帝咸丰震怒，逮崇纶治罪，吴文镕志节乃大白。清同治年间，湖北请建专祠。