在拓扑学研究中，吴起到了承前启后的作用。在他的工作的影响下，研究拓扑学的武器库得以形成，这极大地推进了拓扑学的发展。许多著名数学家从吴的工作中受到启发或直接以吴的成果为起始点之一，获得了一系列重大成果。例如，吴的工作被五位国际数学最高奖-菲尔兹奖-得主引用，他们分别是法国数学家托姆、美国数学家米尔诺、斯梅尔、维腾，英国数学家阿提亚，其中三位还在他们的获奖工作中使用了吴的结果。数学大师陈省身先生称赞吴“对纤维丛示性类的研究做出了划时代的贡献。”由于以上两项工作，1956年吴文俊获首届“国家自然科学一等奖。”
吴文俊的工作是50年代前后拓扑学的重大突破之一，产生了重大影响，成为影响深远的经典性成果, 被写进多种教科书，至今还在前沿研究中使用。
开创数学机械化领域
上世纪七十年代末，吴文俊用算法的观点对中国古算作了正本清源的分析，认为中国古算是算法化的数学。由此，开辟了中国数学史研究的新思路与新方法，在数学史领域产生了重大影响。1986年吴文俊被邀请到国际数学家大会作分组报告，介绍他在中国古代数学史研究中的成果。不仅如此，他又在中国古算研究的启发下，开拓了机械化数学的崭新领域。
1977年他在初等几何定理的机械化证明方面首先取得成功，提出了几何定理机器证明的吴方法。此后，相继提出微分几何的定理机械化证明方法，方程组符号求解的吴消元法，全局优化的有限核定理，建立了数学机械化体系。他不仅建立数学机械化的基础，而且将这一理论应用于多个高技术领域，解决了曲面拼接、机构设计、计算机视觉、机器人等高技术领域核心问题。这样走出了完全是中国人自己开拓的新的数学道路，产生了巨大的国际影响。
1997年吴文俊获得国际自动推理最高奖“Herbrand自动推理杰出成就奖”。授奖词中提到，几何定理自动证明在“吴方法”出现之前进展甚微,“在不多的自动推理领域中，这种被动局面是由一个人完全扭转的。吴文俊很明显是这样一个人。”吴的工作使得“几何定理证明的研究已全面复兴，变为自动推理界最活跃与成功的领域之一。”