1909年8月2日,吴茵出生于天津市,本姓陆,出生不久后就被送人,并改名为“杨瑛”。吴茵的养父家境富裕,所以她从小就对文艺产生了兴趣。1922年,在上海城东女子学校国画科学习绘画。20世纪20年代,参演由应云卫执导的话剧《苏州夜话》。1929年,肄业于上海城东女子学校国画科。
剧照1934年,参演个人首部电影《新女性》,从此开始电影生涯,并改名为“吴茵”。1935年,出演由袁牧之执导的音乐喜剧电影《都市风光》；同年,由其出演的剧情电影《小姨》上映。1936年,经过应云卫的介绍,成为了明星影片公司二厂的演员；同年,参演由欧阳予倩执导的爱情电影《清明时节》；此外,还与张振铎,沈亚伦联合主演了剧情电影《花花草草》。1937年抗日战争爆发后,吴茵加入了上海影人剧团,并前往四川演出抗日话剧；同年,与赵丹,白杨等共同出演剧情电影《十字街头》；此外,还与龚稼农,龚秋霞联合出演了剧情电影《压岁钱》；此外,还参演了剧情电影《社会之花》。1939年,在老舍的话剧《残雾》中饰演70多岁高龄的洗老太太,这是她第一次饰演老太太。1940年,与周伯勋搭档主演抗日电影《塞上风云》,在片中饰演对汉族青年丁世雄情有独钟的金花。1942年,由其参演的剧情电影《青年中国》上映。1946年,参演由史东山执导的剧情电影《八千里路云和月》,该片以抗战时期抗敌演剧队四,九两队的生活为蓝本。1947年,与白杨,陶金联合参演剧情电影《一江春水向东流》,饰演赵忠良的母亲,素芬的婆婆；同年,与赵丹,秦怡联袂参演剧情电影《遥远的爱》。1948年,与上官云珠,蓝马联合主演剧情电影《万家灯火》；同年,与石羽合作主演剧情电影《大团圆》；此外,还与白杨,卫禹平联合主演剧情电影《新闺怨》。1949年,与蓝马,上官云珠联袂出演剧情电影《希望在人间》；12月,与王龙基等合作出演的喜剧电影《三毛流浪记》上映,该片根据张乐平创作的同名漫画改编；同年,与赵丹,上官云珠等共同出演剧情电影《乌鸦与麻雀》,她凭借该片获得中国文化部1949—1955年优秀影片奖个人一等奖。1950年,与赵丹,黄宗英等共同出演剧情电影《武训传》；同年,参演由陈鲤庭执导的剧情电影《人民的巨掌》,该片改编自夏衍的同名电影剧本。1951年,与赵丹,李克等联袂出演剧情电影《我们夫妻之间》。1953年,与奇梦石,中叔皇联合出演剧情电影《纺花曲》。1955年,由其参演的剧情电影《宋景诗》上映。1956年,吴茵加入中国民主同盟；同年,与蒋天流,李纬联袂出演剧情电影《小白旗的风波》；此外,还出演了剧情电影《小伙伴》。1957年,吴茵被错划为右派,下放到农村劳动。1959年,与仲星火等共同出演喜剧电影《今天我休息》。1961年,与沙莉,孙景璐联合参演剧情电影《春催桃李》。1963年,由其参演的剧情电影《球迷》上映。1964年,与张伐,张良联合出演根据胡万春同名小说改编的剧情电影《家庭问题》。1978年12月11日,吴茵被平反改正。1979年,被邀出席第四届全国文代会,当选为中国影协理事。1982年,出演由赵焕章,达式彪联合执导的剧情电影《这不是误会》,在片中饰演因病卧床,不需要走动,乐观又风趣的刘祖母。1985年,加入中国共产党。1987年,参演由王为一执导的剧情电影《男人的世界》。1990年,由其参演的剧情电影《落山风》上映；同年,出演由张刚执导的喜剧电影《面目全非》。1991年4月,被中国电影表演艺术会授予特别荣誉奖。1993年,由其创作的文章集《回首忆当年》出版,她以自己的亲身经历和感受回忆了从影以来的往事,以及一起工作的战友。2005年11月,被评为中国电影百年,百位优秀演员之一。
1922年,吴茵的父亲逝世。吴茵的丈夫是孟君谋,还有一个养子孟树范。1991年4月10日,吴茵逝世,享年82岁。
吴茵有着深厚的生活基础和精湛的演技,她的创作态度十分严谨,一丝不苟,常常直抒己见,说出一些颇有新意的见解。她演戏认真,敬业是大家公认的,在创作上她永不满足,总是注意从生活出发。她在塑造人物时常常考虑历史背景,社会环境,人物个性特点,因此她塑造了各个阶层,各种类型的老年妇女形象。她演的虽然大多是老年妇女的角色,但却几乎无一是相同的。她通过这些妇女形象,表现出了一种强烈的母爱和对祖国的深沉之爱。