2003年，与德国电信公司西门子（Seimens）合作，共同开发电子笙，但同时被轮回乐队以“在国外太久”为由公开“开除”。2004年离开轮回乐队后，同年吴彤在国内创建了首个全新的跨界音乐组合“中国喜鹊”，并作为丝绸之路乐团在中国的分团。该乐团以民乐路线为主，并在同年11月的中法文化年风华盛典上，吴彤随乐队演唱《兰花花》。2007年，担任CCTV民乐大赛评委。

2008年9月，在美国旧金山歌剧院出演歌剧《接骨师之女》，一人分饰道士和中餐馆老板两个角色。剧中除了用中英文演唱之外，还加入了民族管乐器唢呐的演奏。最终得到了美国《纽约时报》等多家媒体的一致赞扬。同年，受王家卫邀请，为电影《东邪西毒》终极版重新制作配乐。并在配乐中加入个人风格化的音乐元素，且具有东方文化色彩。12月，推出个人单曲《早餐》。2009年，再次担任CCTV民族器乐大赛评委。

2010年，担任CCTV青年歌手电视大赛流行组评委。2月1日，在第52届格莱美颁奖典礼上，吴彤与马友友等合作者创作的专辑《欢乐与和平之歌》获得“最佳古典跨界专辑”奖。同时他也是中国内地唯一一位首次获得格莱美音乐奖项的音乐人。

2011年2月，吴彤登上中央电视台春节联欢晚会的舞台，与摇滚歌手郑钧联唱新民乐组合歌曲《马铃响来玉鸟唱》与《赶圩归来阿里里》。4月，，与导演冯小刚、作词人姚谦共同制作斯巴鲁系列广告之新Forester森林人广告片，并为主题曲《我行我路》谱曲。5月，凭借专辑《我一直听见自己的笙音》入围中国台湾第22届金曲奖最佳跨界音乐专辑奖。其中作品《春秋配》《塔玲珑》分别获第22届中国台湾传统暨艺术音乐金曲奖最佳作词人与最佳编曲人两项大奖。

10月，获得获得金号奖“2011年中国最具国际影响力跨界歌手奖”。2012年5月，在在华美协进社在曼哈顿举行的周年晚会上获得“年度国际音乐家”大奖。11月，再次担任CCTV民族器乐大赛评委，并与三位鼓手演绎曲目《极度笙音》。

2013年2月，与作词人姚谦推出新作《三十一座森林》，歌曲由吴彤作曲，并以此歌呼吁人们关注环境保护。3月20日，在香港文化中心音乐厅，受邀与香港管弦乐团一同参加为纪念张国荣先生逝世十周年专场音乐《光影流影张国荣》的演出。11月3日，在上市东方艺术中心与华裔大提琴家马友友、指挥家余隆举办交响音乐会，带来笙与大提琴的协奏曲《度》。

2015年4月，吴彤的微专辑《生命的风景》在海内外发行。此专辑意在纪念艺术家吴冠中的艺术成就，并助力其画作拍卖。2015年12月31日、2016年1月1日两天时间里，吴彤在北京天桥艺术中心，带来“世界和笙——天桥艺术中心新年音乐盛宴”音乐会。2016年6月14日，受王家卫导演的邀请，出席第19届上海电影节，参加《东邪西毒》蓝色火焰音乐会的演出。6月28日，受世界经济论坛（达沃斯论坛）瑞士总部邀请，出席世界经济论坛第十届新领军者年会暨2016天津夏季达沃斯论坛，并且作为闭幕式唯一表演嘉宾，献上多首跨界音乐作品。7月18日，受第15届环青海湖国际公路自行车赛组委会邀请，作为开幕式演出嘉宾献唱歌曲《我行我路》。12月15日，参加中央电视台《记住乡愁》第三季开播晚会的录制，演唱歌曲《故乡是北京》。

2017年1月，再次登上中央电视台春节联欢晚会的舞台，演唱歌曲《一片深情》。同月，参加2017年华人华侨春晚，演唱歌曲《Going home》(《回家》)。2月13日，在第59届格莱美颁奖上，吴彤作为创团成员所在的丝路乐团专辑《歌咏乡愁Sing Me Home》获得2017格莱美世界音乐专辑大奖。这也是吴彤携手丝绸之路乐团第二次获得格莱美奖项。6月16日至18日，参与张艺谋执导的全新观念演出《对话·寓言2047》，并为本场演出创作改编了4个篇章的音乐，除了他演出的笙与无人机的篇章外，《长调、呼麦.云纱》、《古琴.光剑》、《唢呐.泼色》的音乐都由他创作或者改编。11月1日，获得纽约颁发的2017年度“亚洲创变者”奖。12月31日，在珠海举办“吴彤们”新年音乐会。随后，参加2018年北京卫视春节联欢晚会，与迪玛希一同演唱中国著名民歌《茉莉花》。同年，在《国家宝藏》第一季盛典上带来歌曲《将进酒》。

2019年2月15日，在《国家宝藏》第二季盛典上带来歌曲《抱月入怀》。7月3日，在第13届达沃斯论坛闭幕式上，吴彤参与表演。9月5日，在广东卫视与陕西卫视联合出品的大型原创中国经典音乐竞演节目《国乐大典》第二季上，担任五位“寻乐人”之一。同月，张艺谋执导观念演出《对话·寓言2047》第三季首演，吴彤担任音乐总监。

同年，出演阿根廷作曲家奥斯瓦尔多·格利约夫的反战题材歌剧《Fallingout of time》（逝去的时光）的男主角。

2020年9月，以“特邀乐团前辈”的身份参与《明日之子乐团季》总决赛。12月31日，参加由央视频与哔哩哔哩联合推出的《2020最美的夜 bilibili晚会》, 现场他用四种不同“笙”的循环表演方式，跨界融合演奏出了不同的曲目，其中融合了《康康舞曲》《小刀会序曲》等音乐曲目，一时震撼了观众。

2021年9月，参与河南卫视《中秋奇妙夜》晚会，与武术世界冠军马建超、张振兴出演创意节目《和》。2022年1月，参加2022山东卫视春节联欢晚会，表演节目《“呐”些日子》。2月，参与2022年北京冬奥会颁奖歌曲《致敬勇士》的演唱。同月，还参加2022年陕西卫视丝路春晚，演唱歌曲《万里茶道》。8月6日，与黑豹乐队、唐朝乐队等参加北京“你要好好的”摇滚演唱会。11月6日，参加山东卫视《国学小名士之稷下学宫》节目，担任讲师。11月24日，参与演唱《风吹半夏电视原声带合辑》专辑。12月18日，参与中央电视台大型文化节目《诗画中国》第十一期，解说《陶渊明诗意图》册。12月31日，参加《启航2023——中央广播电视总台跨年晚会》，与于毅合唱歌曲《天籁合鸣》。

2023年1月21日，参加《2023年中央广播电视总台春节联欢晚会》，演唱歌曲《我的家乡》。1月22日，参加的《2023遇兔呈祥大湾区广东卫视春节晚会》播出，表演节目《彩云追月》。同日，参加《2023年北京广播电视台春节联欢晚会》，演唱歌曲《杏花春影》。2月5日，参加《2023年中央广播电视总台元宵晚会》，演唱歌曲《百凤朝阳》。在大型音画诗跨界音乐会《听·瓷》上担任艺术指导。4月8日，参与2022-2023年度电影频道M榜暨中国电影大数据盛典融媒体直播。5月3日，参加《北京卫视五四歌会》，表演节目《百凤朝阳》。6月21日，参加河南卫视《2023端午奇妙游》，演唱歌曲《三十九载山和月》。10月18日，中央广播电视总台文艺节目中心制作的《丝路繁花——共建“一带一路”倡议十周年音乐会》播出，吴彤与娜木拉带来协奏曲《望春风》。

12月31日，参加《2023最美的夜bilibili晚会》，与方锦龙、郭雅志、李延亮交响乐团演唱《华山论剑·冠世一战》。12月31日，参加《启航2024——中央广播电视总台跨年晚会》与王一博演唱歌曲《龙族》。同日，参加《幸福快乐在一起——2024广东卫视大湾区跨年晚会》，表演节目《大中国》《好春光》。

2024年2月10日，参加《龙腾盛世大湾区——2024粤港澳大湾区春节晚会》。同日，在2024年《“四海同春”全球华侨华人春节大联欢》上，演唱歌曲《龙族》。6月15日，参加的节目《诗画中国·江河万古流》播出。6月29日，参加的节目《跟着国乐去旅行》播出。8月23日，参加的综艺《乐在其中》第三期播出，演唱《离骚（节选）》。9月8日，参加的综艺节目《会唱歌的院子》播出。9月17日，参加《“明月共潮生”2024广东卫视非遗中秋晚会》，演唱歌曲《抱月入怀》。

吴彤出生音乐世家，其家族为中国民乐世家宏音斋吴氏家族，家族历史可追溯清末贝勒爷吴启瑞，吴彤父亲为“现代管乐之父”吴仲孚。吴彤六岁开始学习各种民乐中的吹奏乐器，但随着年龄的增长，吴彤很快就有些逆反了，随后开始喜欢上了摇滚。2011年，其姐姐吴景馨成为宏音斋的掌门人，负责家族事业的管理经营。

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吴彤像音乐上的“一个放浪形骸的痞子”。（王家卫 评）

在亦师亦友的大提琴演奏家马友友看来，“吴彤的言行是包含了君子兼音乐家特质的典范。他总是警觉着、准备着在任何时刻帮助周边的人，这同时也激发了他罕见而清晰的视野与意向”。（马友友 评）

著名音乐人姚谦评价他，“吴彤老师总还期待着自己的音乐，能够反映更多真实思考的随心书写：真实地看待生命，真实地经历生命，所以才有真实的音乐和表演。”他同时表示，“我一直相信，吴彤的艺术生命能够超越有限的一辈子，他的作品将会超越时间的限制，我的想法也渐渐地遇见越来越多的共鸣。所有与我一样接触过吴彤的音乐或他本人之后，都安静地与我一样不声张地支持着他。”（姚谦 评）

摇滚、民乐、古典音乐、世界音乐，吴彤样样拿得出手。（网易娱乐评）

他的嗓音张力十足、苍劲高亢，在国内男声中很少见，很容易就被人记住。（搜狐娱乐评）

吴彤是内地的跨界音乐的代表，他努力探索中国民乐与世界音乐的共存共生共同发展，在国际间的跨界音乐合作上进行持续的耕耘。（腾讯娱乐评）

多年来他只专注于舞台表达，行事和生活刻意低调。（网易娱乐评）