他曾在中央研究院历史语言研究所负责校勘《明实录》。
抗日战争爆发后，投笔从戎，入国民党第九战区司令部工作，专事收集战争资料编纂战史，多次随军在前线参战，到敌后了解情况，撰有《第三次长沙会战》等文稿。
抗日战争胜利后，历任北平故宫博物院编纂、兰州大学副教授、台湾大学历史系教授、新加坡南洋大学历史系主任、台北市中国文化学院史学研究所教授。曾应美国西雅图华盛顿大学邀请，主持《中国革命同盟会史实研究计划》，并参加了纽约哥伦比亚大学《中国民国时期人名典》的撰述工作。
1960年代，前往美国哥伦比亚大学研究中华民国人物史，协助哥大编纂“民国名人传记辞典”，返台后出版民国百人传。
2007年9月21日清晨，吴相湘先生在美国伊力诺州自由市逝世，享年95岁。
2007年9月29日，家属举行追思纪念会。
出版著作著作名
出版社
出版时间
时代迭变中的文武政要：民国五十位军政人物列传?中国工人出版社2011年宋教仁传?中国大百科全书出版社2010年传记文学出版社1985年晚清宫廷实纪?中国大百科全书出版社2010年正中书局1952年人物评价
他治学严谨，著述认真，广征博采史料，力求客观翔实。特别长于直接搜集引用中外第一手资料，参考稽证，提出自己的创见。他致力于中国近代史、现代史的研究，出版了大批专著、专论。
他根据故宫档案编著的《晚清宫廷实纪》、《清宫秘谈》，揭露数百年来紫禁城中隐踪秘事，很有史事价值。
他引用英国、日本外交档案写成《孙逸仙先生传》，披露了大量国内书刊从未涉及的史料。他撰著的《民国百人传》、《宋教仁：中国民主宪政先驱》、《民国政治人物传》、《晏阳初传：为全球乡村改造奋斗六十年》等民国著名人物传记，开民国史研究之人物研究的先河。
他阅读日本军部及外交档案，掌握了中日战争大量鲜为人知的史料，他在20世纪70年代，编著出版的两巨册《第二次中日战争史》，最早记录了中国军民长期抗战的历史，也是学术界公认迄今为止，最为权威和优秀的抗日战争史著作。
他研究历史注重以史料为基础，主编出版了一系列史料丛书，如《中国现代史料丛书》、《中国现代史丛刊》、《中国史学丛书》、《民国史料丛刊》、《乡村建设史料汇编》，为史学界提供了丰富而有价值的史料长编。他发表的大量史学论文，已辑成《近代史事论丛》、《历史与人物》等书刊出版发行。他的论文和著作也发行于祖国大陆，成为中国史学界研究民国史、民国人物的参考书。
