渤海吴氏亦是《元和姓纂》所列的吴姓三大郡望之一，隋唐时期的渤海吴氏居渤海郡诸姓之首。渤海郡始置于汉高祖五年（公元前202年），治所在浮阳（今河北沧州东南），下辖浮阳、阳信、阜城、千童、重全、南皮、定、章武、中邑、高成、高乐、参户、成平、柳、临乐、东平舒、重平、安次、修市、文成、景成、束州、建成、章乡、蒲领等26县。隋代置渤海郡，治所在阳信，下辖阳信、乐陵、滴河、厌次、蒲台、饶安、无棣、盐山、南皮、清池等10县。大体包括今河北海河以南，静海、青县、沧州、南皮以东，山东乐陵、无埭以北的地区。渤海吴氏的来源说法并不一致，依谱牒所称是延陵季子奉吴王寿梦之命驻守渤海，封为渤海王，子孙留居当地而形成渤海吴氏。然季子为渤海王之事不见于史籍，且渤海郡的设置始于汉代，而谱牒记载的依据是什么现在也很难确定。《元和姓纂》中认为渤海吴氏为长沙王吴芮之后。而据《汉魏南北朝墓志集释·内司吴光墓志》称渤海吴氏源于汉司徒吴雄之后。不过渤海吴氏为季子之后大概不会错，季子之后多居齐鲁之间，辗转迁徙进入渤海地区是较为可信的，只是其支系可能较为繁杂。
按《元和姓纂》的记载，吴芮的后代吴安诞居住在邺县（今河北省临漳县西南邺镇东一里半），在北齐时曾任道州（今河南省北省临漳县西南邺镇东一里半），在北齐时曾任道州（今河南省许昌市）别驾。吴安诞的五世孙吴道师，任唐吏部侍郎，是渤海吴氏中较为著名的人物。吴道师的孙子吴纳，曾任安州（今越南清化省）刺史。另外，考功员外郎吴安庆亦是渤海吴氏的成员。
北朝时期，渤海吴氏还出了一个异人吴遵世。据《北齐书》的记载，吴遵世，字季绪，从小学《易》，长大后入恒山从隐居道士修炼。数年后忽然有一个老翁对他说："授君开心符。"吴遵世将开心符吞下后，立刻精于占候之术。吴遵世后来到了京城，以易筮闻名一时，魏武帝将要即位的时候，曾请吴遵世占卜，得卦辞曰："初登于天，后入于地。"武帝不明所以，吴遵世对他说："初登于天，是说你当作天子。后入于地，是指你当天子的时间不长久。"后来果然如此。后为世祖占卜，亦如其言，后授中书舍人，坚辞不就。
渤海吴氏中有一支为吴雄之后。据《内司吴光墓志》记载，其祖先为吴雄之后，祖父吴双，北魏初曾任中书侍郎、雍州别驾。父亲吴安生任渤海郡太守，封安远将军。可见这一家族在北魏时期也还是很兴旺的。
渤海吴氏中的吴寻符家族也是官宦世家。吴寻符在北魏时曾任司徒、尚书郎，他的儿子吴始敬任北齐抚军府论议，吴始敬的儿子吴子彻在隋朝任员外郎。一家三代为官，也可以算是个大家族了。
渤海吴氏在五胡乱华时期就开始逐渐有族人外迁以避战乱，隋唐以后这种外迁的情况更为常见，渤海吴氏也因此逐渐散布到全国各地，故此渤海吴氏在全国的分布相当广泛，支派繁多，在吴姓中具有极大的影响，与延陵吴氏并为吴姓宗族最重要的宗派。今天渤海吴氏依然是吴姓大家族中重要的一支，涌现出许多著名的人物，如号称台湾第一家的吴伯雄家族就源于渤海吴氏。