唐元和二年（807）进士，拜翰林学士。元和三年，因得罪权贵李吉甫流放永州，与贬为永州司马的柳宗元相遇，“两人意气相投，同游永州山水”（《新唐书·吴武陵传》）。元和七年，吴武陵遇赦北还，柳宗元不在赦归之列。他们在永相聚时间长达四年之久，来往甚密。 吴武陵北归长安后，曾主持北边盐务，太和初（828）入为太学博士。太和中出任韶州刺史，后遭权贵构陷，贬为潘州司户参军。
一生坎坷，无异于柳宗元。他复归长安后，曾向宰相斐度陈述柳宗元的不幸，“西原蛮未平，柳州与贼犬牙，宜用武人以代宗元”（《旧唐书·吴武陵传》）。在给工部侍郎孟简的信中说：“古称一世三十年，子厚之斥十二年，殆半世矣。霆砰电射，天怒也，不能终朝。圣人在上，安有毕世而怒人臣邪？且程、刘二韩皆已拔拭，或处大州剧职，独子厚与猿鸟为伍，诚恐雾露所婴，则柳氏无后矣。”希望将柳宗元从边地调回，改变境遇。谁知正当事情稍有眉目时，宗元已病逝柳州，成为武陵终生遗憾。《新唐书．艺文志》载：吴武陵有书一卷，诗一卷，《十三代史驳议》十二卷。
