1982年毕业于广州中山大学生物系;1985年在中科院遗传研究所获硕士学位;1994年毕业于瑞士苏黎世联邦理工学院，获博士学位;1994年10月在纽约州立大学卫生科学中心做博士后;1997年10月起在中科院上海生化所从事细胞分子生物学研究工作。现任中国科学院系统生物学重点实验室主任;中国生物化学与分子生物学会副理事长;《Journal Molecular Cell Biology》主编;《BMC Systems Biology》副主编;《Frontiers in Systems Physiology》副主编;《Journal of Biological Chemistry》编委;《科学通报》副主编。吴家睿博士是国家自然科学基金委的杰出青年基金项目的获得者。吴家睿负责承担的国家重大科研项目有，2006年与南京大学张辰宇教授共同主持科技部的973项目“2型糖尿病发生发展的机制研究”;2007年主持中国科学院知识创新工程重大项目“抗2型糖尿病候选新药和干预新方法的系统性研究”。

细胞的各种活动，如细胞增殖、分化和凋亡等不是互不相关的孤立过程，而是紧密联系、高度协调的互动过程。例如，细胞分化的先决条件是退出细胞周期，而细胞周期的异常则可以激活凋亡途径。因此，细胞内一定存在一个调控这些活动的网络。目前其课题组正从事涉及到细胞周期调控和凋亡互动的研究，以及细胞周期和细胞分化之间关系的研究。此外，吴家睿近年来致力于推动系统生物学在中国的发展，倡导用系统生物学的研究策略来研究生物复杂系统和复杂性疾病，目前正在用系统生物学的研究策略进行糖尿病发病机制方面的研究。