吴兰修少年勤学，嘉庆十三年（1808年）乡试中举。曾任广东信宜县儒学训导，后在广州粤秀书院讲学。阮元任两广总督时，将广州羊城、越华、端溪等四大书院门生集中于「学海堂」，演习经史，并任命吴兰修为「学海堂」首任学长。

吴兰修精通经学、文史，工诗词。道光年间曾纂修广东《封川县志》，还曾充《广东通志》总校勘。吴兰修最为突出的成就，是五代十国之南汉史的研究。清代，南汉刘氏录已佚，吴兰修为填补这一空白，矢志为南汉撰写史书。他广徵博采，竭十年之功，写成《南汉纪》五卷，又撰《南汉地理志》、《南汉金石志》及《考定南汉事略》等。此外，还有《石华文集》、《荔春吟草》、《端溪砚史》、《宋史地理志补正》以及数学著作《方程考》等传世。