不久，吳子深的興趣由書法轉至繪畫，他最初習畫，由李醉石、周喬年兩位親授。又親睹顧鶴逸過雲樓的名家真跡，這些藏品從不輕易示人，吳子深得以盡窺名品，頓使他大開眼界，得益匪淺。暗暗下了決心，要在書畫藝術上狠下功夫，取得成果。1920年，吳子深畫了一幅《竹石圖》參加顏文梁和楊左匋所發起組織的第二屆「蘇州美術畫賽會」。1923年吳子深移居上海，當時名畫家如任伯年、張子祥、蒲作英、吳昌碩輩也群集海上鬻畫，生涯鼎盛，名利雙收。吳子深也活躍於海上畫壇。
1927年，吳子深與六弟吳似蘭斥巨資在蘇州「滄浪亭」創設蘇州美專校舍，在當時北平藝專、上海美專、杭州藝專、蘇州美專四大美專中，蘇州美專校舍最為美輪美煥。他更陸續捐出12萬銀元及家藏善本7000餘冊、書畫名蹟廿餘件，使得校內資源更加完備。畢業於蘇州美專周士心說：「校舍是羅馬式建築，在古老的蘇州，觀感一新，氣象不凡，設有中西畫系，並附設實用藝術，各系並有研究生學位，以備畢業同學繼續深造。」1928年2月，蘇州美專改組校董會，聘請張仲仁、許博明、葉楚傖、朱貢三、金松岑、汪典存、龔耕禹、徐慎之、王佩諍、趙眠雲、章君疇、朱梁任、陶小沚、吳子深為校董，並由校董會推舉吳子深為校董會主席，顏文樑為校長。
1933年，吳子深獲水利專家李儀祉來函，謂今涇渠開鑿完成，沃野千里，可得灌溉，希望東南工農家前去投資，種植棉麥，公私蒙利。他乃邀請紗廠巨子顧隸三先生同往，取名「華源農工調查團」，擬在西北創辦示範農場，但卻為楊虎臣所拒，當時正值西北大旱，他捐40萬元興辦救濟院，收孤兒濟災民。1937年，抗戰爆發，吳子深離蘇去滬，在哈同路（現銅仁路）開「吳子深醫室」行醫，初時生意一般，以後病人增多，在海上小有名聲。一年後，為擴大醫務，特地租下威海衛路祥麟里三層樓洋房一座，名聲大振，有時還門庭若市的。當時吳子深享譽畫壇，在醫界也聲譽卓著。吳子深與吳待秋、吳湖帆、吳觀岱有「江南四吳」之稱，與馮超然等有「三吳一馮」之稱。吳子深懂中醫，掛牌替人治病；他也研究命理，興致好的時候主動為人算命。在當時名家輩出的上海，吳子深能有一席之地實在不容易。
吳子深至滬兩年後，他又逐步放棄醫學而專注於書畫，這期間他創作出不少佳作，如1942年的《竹石圖》、1943年的《梅竹雙清》，先後被龐萊臣、張大千稱為「逸品」，是「難得之作」。1944年畫青綠山水四屏條，把春夏秋冬四時景色的特點充分地反映出來，每幅畫上都有題詩。這四幅畫吳子深是很珍惜的，除了在開展覽會上標出「非賣品」僅供觀賞外，一直保存在上海家中。1945年，抗戰勝利，吳子深興奮萬狀，一夜未寢，畫《春笋圖》，並書「勝利」兩字，以志喜慶。同年夏天，吳子深在中國畫苑舉辦個人書畫展，反應極好。1947年五月又在無錫舉行畫展，觀者如雲。同年7月在蘇州展出。當時，他的作品就被人們搶購一空，如此地受歡迎，這樣的畫展勢必會驚動國內一些專業機構的關注，就在同年他受到國內許多機構的邀請，為學生們教授國畫，在傳授教學的生涯中，培養出許多傑出人才，為我國文化藝術留下很重的一筆。1948年，吳子深被聘為上海文化運動委員會主辦的美術獎評選委員，委員共20人，均為海上書畫名流。
