吴炳湘，1874年出生，安徽合肥人。字镜潭。初入清武卫军前军随营学堂修业，后任随员、东三省转运局提调，再入直隶属淮军营务处。
1900年，吴炳湘随袁世凯赴山东省。
1911年11月13日，山东独立。11月16日，袁世凯被清政府任命为内阁总理大臣，掌握了全国的军政大权。袁上任后，立即命令其爪牙张广建、吴炳湘等到济南破坏山东独立，以稳定其在北方的统治秩序。张广建、吴炳湘首先从第五镇入手，支持反动军官吴鼎元、聂宪藩、张树元等人逼走军中主张独立的官兵，并向联合会施加压力，要求取消独立。11月24日，联合会中的“六二党”及第五镇中的反动军官在山西会馆召开所谓“山东全体维持会”。会间，竟将大炮架起，一面对着巡抚衙门，一面对着联合会，大发淫威。并扬言：谁不赞成取消独立，“就以军法从事”。在这种形势下，孙宝琦认为取消独立的时机已到，便于11月24日悍然宣布：取消山东独立名号。至此，短短12天的山东独立宣告结束。山东取消独立后，孙宝琦立即向清廷发了一封自责电，并将巡抚印信交提法使胡建枢。12月17日，清廷内阁正式免去孙宝琦的山东巡抚职务，由提法使胡建枢代理，张广建代理山东布政使，济东泰武临道道员聂宪藩调任山东提法使，吴炳湘任巡警道，吴鼎元升任第五镇统制。
1913年起，吴炳湘任京师 厅总监、总统府秘密侦探处主任、京师 厅厅长兼市政公所会办。袁世凯称帝后，被封为一等男爵，袁死后投入皖系。
1920年7月，吴炳湘因段祺瑞下野而去职，转入商界。在京师 厅这八年是他在政治上最风光的时候，这个职务相当于清朝的九门提督，统领两万多名 ，是北京最有实权的人物，基本架空了市政当局。在其任内，发生了洪宪帝制、张勋复辟、府院相争、五四运动等一系列事件，他都凭着圆滑的手腕安然渡过。
1922年，吴炳湘任中兴公司驻矿协理、经理。
1923年，孙美瑶联军“劫车掳票、就抚受编”，制造了震惊中外的临城劫车事件，朝野震惊，中外哗然。中兴公司矿务大楼成为处理接待军政要人、各方名士、被劫人员家属的场所。在重兵包围和洋人顾问、官僚政客、帮会首领、地方士绅斡旋下，最后达成放票、受编协议。吴炳湘自始至终均参与了有关谈判，对事件的和平解决，发挥了重要的作用。为促成谈判，吴炳湘还认孙美瑶为义子。孙美瑶被收编后，当上了北洋军阀段祺瑞的旅长。不久，吴炳湘与兖州镇守使张培荣秘密会面，以接风为名将孙美瑶骗至中兴公司灌醉后，在枣庄煤矿“八大家”东门外处死。孙美瑶旧部扬言要报复吴炳湘，吴出面声言是禀公受命，此事与己无关，又花了些银两，才摆平危局。
1925年，吴炳湘在第十五次股东会议上被选为董事。
1925年10月，吴炳湘在段祺瑞复出后任安徽省省长，辞去了中兴公司的驻矿协理和董事职务，但仍是中兴公司的大股东。
1925年10月19日，吴炳湘晋升为陆军中将加上将衔。不久去职从商。
1930年，吴炳湘逝世，终年56岁。