吴际霖1940年入延安陕北公学学习。1941年加入中国共产党。曾任延安军工局教员、鲁南军区军工部部长。建国后，历任山东铝厂厂长、冶金工业部有色冶金设计院副院长、第二机械工业部军工局副局长兼总工程师。组织起草了我国核武器研制、发展方案，参加领导了我国第一颗原子弹的研制、试验，是我国核武器研究基地的主要组建者之一。