在吳健雄的學習過程中,看到日本帝國主義侵略國家帶來的深重災難,她立志要學習物理學科,學有所成好報效國家,為此她選擇了物理系。
吳健雄從中國國立中央大學物理系畢業後,1936年赴美加利福尼亞大學留學,四年後因為成績優異成為首位華人物理學科的女博士。因為學業卓越,1944年進入哥倫比亞大學的原子彈研究實驗室,被遴選參加了世界第一枚原子彈的研究課題「曼哈頓計劃」科研組。
這是美國在軍事方面調動科研人員最多的一次計劃,也是保密工作進展最好的計劃,直到參與這個計劃的科學家,等到投擲到日本的原子彈爆炸了,才陸續得知自己當年參與了這個總計劃中。