1939年出生于江苏省丹徒县，1965年毕业于清华大学自动控制系，同年分配到中国科学院自动化研究所当研究实习员，1968年该所的大部分划分到中国空间技术研究院，并命名为北京控制工程研究所， 1987年吴宏鑫晋升为研究员，1988年被任命为北京控制工程研究所智能控制和空间机器人研究室主任，1990年聘为博士生导师。现在是北京控制工程研究所科技委副主任。2003年当选为中国科学院院士。
吴宏鑫院士一直从事航天领域与工业过程的自动控制理论与应用的研究并做出了许多贡献，并获得了多项国家级和部级科技成果奖。他在自适应控制、智能控制和航天控制领域有很高的学术造诣，取得了系统的和创造性的成就。他创立的“全系数自适应控制理论和方法”是一种完整的、系统性和实用性很强的自适应控制理论和方法，并于1984年获国家发明三等奖。在智能控制方面，他提出的“特征建模理论和方法”、“航天器变结构变系数的智能控制方法”和“基于智能特征模型的智能控制方法”等，为复杂航天器和工业过程智能控制器的设计开拓了一条新的道路。此外，他还在交会对接、空间站控制及鲁棒控制等方面进行了创新研究。他的理论方法已应用于“神舟”飞船返回控制、空间环境模拟器控制、卫星整星瞬变热流控制和铝电解过程控制等九类对象400多个控制系统，特别是在“神舟”飞船返回再入自适应控制中的成功应用，其控制精度达到世界先进水平。他的“基于智能特征模型的智能控制方法”在铝电解控制中成功应用，鉴定会认为在铝行业属于国内外首创，达到国际先进水平。他获得过国家发明三等奖1项，部级科技进步一等奖1项、二等奖4项，全国优秀科技图书二等奖1项，获国家发明专利2项。发表主要论文70多篇，专著1本。
1989年吴宏鑫获北京市五一劳动奖章，1992年评为中国航天部部级有突出贡献专家。