一九三二年起，吳其昌轉任武漢大學歷史系教授，後兼任系主任。在武大所開課程有「古代文字學」、「商周史」、「中國通史」、「中國文化史」以及「宋元明清學術史」，同樣能夠見出王國維、梁啓超兩位導師的學術流脈。一九三六年八月考入武大史學系的馬同勳回憶吳其昌授課的情景說：「先生每次講課都是一篇完整的學術專題講演，主題鮮明，邏輯嚴謹，語言考究，又不失風趣。古代文字學、宋明理學、佛教與禪宗均為義理難解的課程，經過先生通俗易懂、深入淺出的講解，旁徵博引、風趣幽默的闡述，不知不覺間把我們引回歷史長河，大有親臨其境之感，至今記憶猶新。聽先生授業真是比沐浴春風而有過之。」
抗戰軍興，吳其昌隨校遷至四川樂山，旋兼歷史系主任，繁忙的工作，清貧的生活，當地氣候又潮濕，吳其昌的身體完全垮了，從一九三九年起，即斷續咯血。但仍白天扶杖上課，深夜支頭撰文。一九四四年因肺癆咯血病逝。臨終前一月，應約着手寫《梁啓超傳》，僅完成上卷而卒，年僅四十歲。
吳其昌一生愛國，一九二六年參加「三一八」學運大遊行，扛着大旗走在隊伍前面。慘案發生時，槍彈從他耳旁飛過，當即撲倒在地，方免於難。「九一八」事變後，與夫人諸湘、弟吳世昌乘車南下，謁中山陵痛哭，通電絕食，要求抗日，朝野震動，傳為愛國壯舉。抗戰開始，其昌患肺病、咯血，仍以國難當頭為念，堅持講課、寫作不輟。
讀書治學，吳其昌的風骨同樣為人欽敬。他在〈治學的態度和救國的態度〉一文中表示：治學要有貢獻生命的誠懇。他說：「我以為『誠懇』，是一切學問的根本態度。無論哪一種學問，我都情願用我的生命去換這種學問，我就把我整個『身』和『心』貢獻給一種學問，我就拼命做這一種學問，我就真用我的生命去換這一種學問。」吳其昌在國學上的成就為學界共認，兩百萬字的著述造詣極深，幾近金字塔之巔。
吳其昌在甲骨、金文等方面頗有建樹，當時國內學界最有希望傳承王國維學術命脈的就是吳其昌了，他的〈卜辭所見殷先公先王三續考〉是繼王國維考證的基礎上，揭示了王先生未發現的許多問題，其中有龜契與經典傳說密合，而王未及勘者；有龜契所著殷先公之名，經典早佚，王補未全者；有經典中殷先公先王名號，王未發現者。吳其昌也認定經典中某些人名號係卜辭誤文，對王已考定之名號而未明其故者，亦有補考。吳其昌主張在新出土之彝器文物上，重建中國古史統系。因此，他做了大量的疏證工作。從甲骨龜片、出土彝器的文字考釋，如《殷墟書契解詁》、〈矢彝考釋〉；旁及上古音韻學的探求，如〈說據樻聲例〉、〈先秦入聲的收聲問題〉、〈來紐明紐古複輔音通轉考〉；進而考察殷周時代的社會、文化、制度狀況。更進一步專為金文做系列的疏證，包括曆朔疏證，氏族疏證，名象疏證，方國疏證等。這是一個多麼龐大的工程！
