吴廷烨毕业于第十一期无线电视艺员训练班，同届同学包括梁朝伟、周星驰、吴镇宇等，其后又参加亚洲电视1984年第二期艺员训练班，随后加入亚洲电视工作。

1984年在改编自温瑞安经典小说的武侠剧《四大名捕》中饰司马荒坟。同年在警匪片《101拘捕令》第三辑之《勇敢新世界》中饰暴强。

1986年在陈复生、刘松仁、魏秋桦主演的古龙武侠剧《九月鹰飞》中饰演西门十三。参演李赛凤、岳华主演的金庸同名短篇武侠剧《越女剑》。

1989年在林建明、米雪主演的警匪剧《皇家俪人》中饰韦兆基。在吴茜薇主演古装武侠剧《小白龙》之《锄奸记》中饰商承志。在吴毅将、连伟健、陈洁灵主演的警匪剧《皇家档案》之《纸月亮》中饰Ray。

1990年在刘永，米雪主演的古装历史剧《血染紫禁城》中饰朱蓉镜。

1991年参演Beyond、王菲、万绮雯主演的剧情片《Beyond日记之莫欺少年穷》。

1992年在谭朗昌导演的一系列希区柯克式惊栗迷离悬疑单元剧《一千灵异夜》之《转世邪灵》、《护花使者》、《孽债危情》、《血咒》。

1993年出演吕颂贤、伍咏薇主演的电视剧《皇家警察实录Ⅱ》。

1994年在甄子丹、蔡晓仪主演的《洪熙官》中饰硕托。在金超群、麦景婷、徐少强主演的古装剧《碧血青天杨家将》中饰庞虎。

1995年在江华、潘志文、甄志强主演的历史剧《九王夺位》中饰八阿哥胤祀。与甄子丹、万绮雯主演动作剧《精武门》饰大师兄刘震声。

1996年在叶童、刘松仁、谢贤主演的动作悬疑剧《千王之王重出江湖》中饰上海华人警察最高领导荣照添。在林正英、林文龙主演的恐怖爱情剧《僵尸道长II》中饰演易小龙。

1997年在刘松仁主演武侠剧《剑啸江湖》中饰演万黑旗。同年与方中信、邓萃雯主演犯罪侦查剧《国际刑警1997》饰徐飞。

1998年，在谢雪心、万绮雯主演的家庭喜剧《呆佬贺寿》中饰甄常欢。在尹天照、万绮雯、杨恭如主演的爱情奇幻系列剧《我和僵尸有个约会》中饰堂本真悟、堂本静。客串出演方中信、任达华主演的电影《濠江风云》。

1999年与欧锦棠、陈炜主演亚洲电视武侠剧《英雄之广东十虎》，饰周泰。

2000年与陈锦鸿、黎耀祥、陈芷菁主演家族恩怨剧《电视风云》，饰霍伟良。

2002年在胡杰、万绮雯主演的时装爱情剧《吉祥任务》中饰匡友维。与雷宇扬、吕颂贤主演恐怖电影《零二房间》。在刘德华、梁朝伟主演的警匪剧《无间道》中饰张sir。

2003年在冯宝宝、潘志文主演的155集史诗式电视剧《万家灯火》中饰吴广仁。2003年后才离开亚视，正式进入电影圈。在警匪片《黑白森林》中饰阿包。在犯罪片《无间道3：终极无间》中饰演张警官。

2004年参演王家卫执导，梁朝伟、木村拓哉、章子怡主演的电影《2046》。

2005年与黄浩然、宁静主演故事片《借兵》。在古天乐、梁家辉、任达华主演的犯罪惊悚片《黑社会》中饰何Sir。

2006年在郑伊健、方中信、冯德伦主演的古惑仔类型电影《天行者》中饰演坤哥。

2007年与张智霖、张达明主演武侠剧《陆小凤传奇之绣花大盗》饰金九龄。

2008年在秦岚、林文龙主演的电视剧《滴血深宅》中饰演江一雄。

2009年在孙莉、保剑锋主演的年代剧《新再见艳阳天》中饰洛平。

2010年在欧阳震华、魏骏杰主演的古装剧《天生无才》中饰演王振。在香港电台电视部与香港消防处合作拍摄的单元剧《火速救兵》之《护爱》中饰关礼仁。

2012年在钟汉良、张檬、张定涵主演的古装武侠剧《天涯明月刀》中饰齐一心。

2013年在孙红雷、古天乐主演的犯罪片《毒战》中饰演仇仔。同年在古天乐、张家辉主演的犯罪悬疑片《扫毒》中饰演王顺益。

吴廷烨加入亚洲电视（ATV）后主要演反派，在电视剧《精武门》的表演也广受好评，直至2006年离开亚视，正式加入电影圈。主攻电影拍摄工作，演技和性格的表演让更多的内地观众所熟悉他和认可他。