劉備進攻劉璋，吳懿歸降劉備，歷任討逆將軍、護軍、關中都督。
後來，吳懿跟隨諸葛亮北伐，並與魏延一起大破郭淮、費曜，升任左將軍，進封高鄉侯。
諸葛亮逝世後，吳懿擔任漢中都督，升任車騎將軍、雍州刺史、假節，又進封濟侯。
建興十五年，吳懿去世。
吳懿為蜀國南征北戰，屢立戰功，是蜀國後期的一員大將。
楊戲是這麼評價他的：車騎高勁，惟其泛，以弱制強，不陷危墜。
吳懿看向邊的副將，問道：“派出去的斥候回來了嗎？”
副將搖了搖頭，道：“沒有。”
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