此后吴其轺跟随飞虎队，对沦陷区的日本机场、仓库等军事目标，进行了不断的轰炸。他的身影也出现在南京、武汉、广州等城市的上空，显示出了中国抗战到底的决心。
抗战期间，吴其轺曾88次升空和日军作战，是名副其实的抗日英雄。1945年9月9日，日本在中国战区正式签字投降，仪式在南京举行。吴其轺以空军分队长的身份，带领全体队员，参加了受降仪式。
整个过程仅有20多分钟，吴其轺却铭记了一生。他说道：日本投降签字那刻，我的生命都得到了升华，那一刻，我深刻体会到了，中华民族是不可战胜的，正义的力量是伟大的。
晚年蹬三轮为生
抗战胜利后，吴其轺以中国优秀飞行员的身份，前往美国西点军校航空分校留学深造。全国解放后，他曾在台湾担任空军少校。可是吴其轺时刻心系家乡，加之其父亲的劝说，他冒着生命危险，从台湾逃回了大陆。
