2004年，与李子雄、邬倩倩、伍咏薇合作主演爱情电影《老婆大人俱乐部》；同年，与张庭、牛莉、吴孟达、宋丹丹合作主演古装喜剧《皇后进宫》，在剧中饰演正德皇帝，这是他的首部古装剧作品。

2005年，与邱泽、郭芯其、张勋杰合作主演台湾偶像剧《篮球部落》，在剧中饰演郭建平。

2006年，担任第15届中国金鸡百花电影节颁奖典礼暨闭幕式”的主持人。

2007年，担任中央电视台《同一首歌》的主持人。

2008年，与杨澜搭档主持第17届中国金鸡百花电影节。

2009年，担任上海LOVE RADIO 103.7 FM电台《吴法抵挡》的主持人。

2010年，与戴军搭档主持广东卫视综艺娱乐节目《乐拍乐高》；同年，担任北京卫视《我要看世博》的主持人；同年，与包小柏、何润东、景甜合作主演时尚爱情喜剧电影《我的美女老板》，在剧中饰演艾玛的表哥。

2011年，与王烿搭档主持东南卫视群体欢歌秀节目《欢乐合唱团》；同年，担任旅游卫视真人秀节目《烈焰门徒》的主持人。

2012年，担任东方卫视游戏类节目《天哪！我们变小了》的主持人。

2013年4月18日，获得第17届华语榜中榜音乐之巅贡献大奖；9月19日，参与主持了在广东梅州举行的2013年中央电视台中秋晚会；11月，与贾媛媛搭档主持首届金海峡国际微电影节颁奖典礼。

2014年，与刘以豪、杨谨华合作主演电影《活路：妒忌私家侦探社》，在剧中饰演建设公司总经理宋毅；同年，担任辽宁卫视《中国喜剧力量》的评委。

2017年9月28日，其主演的古装魔幻爱情喜剧《大话西游之爱你一万年》首播，在剧中饰演菩提老祖。

2022年，参演电视剧《良辰吉时》。

2024年6月6日，参演的电视剧《但愿人长久》播出。

2004年，吴大维与徐怀钰交往；同年，两人因某些观点不同、个性上也有差异而分手。

2019年8月，吴大维公开宣布结婚，称自己与交往多年的女友于2017年5月12日登记结婚。2020年3月4日，吴大维宣布了妻子诞下女儿的消息，随后其与女儿的合影曝光。

2015年5月22日，加盟何润东与横店影视城共同发起创办的的“飞·梦想”公益篮球赛，赛事期间门票销售所得款项则全额捐赠给免费午餐基金。

吴大维主持风格幽默搞笑。他是一个多才多艺多的人，温文尔雅的他，唱起摇滚歌仿佛换了一个人（21CN评）。吴大维有着英俊外表，他是港台内地吃通的主持人（腾讯评）。吴大维从阳光大男孩变成阳光大男人，不变的依旧是眉宇间灿烂的笑容和机智的搞笑本领（网易评）。