1920年，吴蕴初回到上海，与他人合办炽昌新牛皮胶厂，任厂长。这期间，日商在上海倾销的“味之素”，引起了他的注意，并摸索研制成功味精，后建成上海天厨味精厂。为使味精所需盐酸自给，1930年建成天原电化厂。该厂是我国第一家生产盐酸、烧碱和漂白粉等基本化工原料的氯碱工厂。1932年，吴蕴初了解到美国杜邦公司的合成氨试验工厂停业，有一套设备待售，便买下设备，建设了天利氮气厂。天利厂用天原厂电解车间放空的氢气制合成氨，部分合成氨再制成硝酸，这是我国生产合成氨及硝酸的第一家工厂。为使天厨、天原所需耐酸陶瓷做到自给，吴蕴初于1934年建成天盛陶器厂，生产多种耐酸陶管、瓷板、陶质阀门及鼓风机等，创国产耐酸陶瓷工业之先河。至此，天厨、天原、天盛、天利4个轻重化工企业形成了自己实力雄厚的“天”字号化工集团，在我国化学工业史上写下了灿烂的篇章。
为使天利氮气厂和同时在建的永利公司南京铔厂之间避免矛盾激化，吴蕴初与范旭东坦率地通函协商，划定了各自的经营范围：永利在长江以北，天利在长江以南，从而形成了所谓“南吴北范”的格局。
爱国
日伪时期铁路沿线，大街小巷，几乎凡是人流较大或簇居集散处都彩绘着甚为醒目的“仁丹”与“味之素”的广告。这种无所不在几乎渗透到每个角落的产品宣传，说明厂家能力强，而且生产厂家多，生产量也大；但也有个弱点，一旦遭到比它物美价廉的同类产品的抵制，必如急流被阻当即积压成山，不是另寻出路，就得停产。
日倭的可恶，在吴蕴初的脑海里印象最深，从明代以来的强盗式的掠夺愈来愈凶，特别是幼时那听了多次，次次为之切齿的“甲午战争”、“马关条约”，他终生难忘，时时想象着他如何能像戚继光、俞大猷那样纵马摇枪，麾动铁骑去痛快淋漓地驱倭出境。如今他已经抓到了一个机会，他可以凭了自己的本事，和那些握着“味之素”的日倭较量较量了。其次，“味之素”体小单一，便于研究。因为以他当时的经济能力来说，是承受不起复杂庞大的实验活动的。最后，像“味之素”这样的产品是最易得利的，因为它是人们一日三餐中很理想的调料。销量自会极大，见利也会极快。
吴蕴初主意一定就跑到商店花了四个银角子买回了一小瓶“味之素”。就在他与妻子在上海租用的一间半卧室，做起化学分析，分析的结果，它的主要成分就是谷氨酸钠，当时化学上的中译名称为“哥罗登酸钠”。对“哥罗登酸钠”吴蕴初并不陌生，他是读过有关资料的。最早从植物蛋白中提取这种物质的是德国人，日本人自是受了德国人的启发。日本人能从德国人的启发中获得这种产品技术，中国人为什么不能在日本人的启发下获得这种技术呢？只要能提炼出“哥罗登酸钠”，就解决并获得了与“味之素”相类的产品。
环境小，条件差，吴蕴初又在做着“新炽昌”的厂长，只能靠“业余时间”。条件差，化学反应就不会进行得很完美，速度也必缓慢，因此往往需要几个昼夜的连续观察与记录，一个只靠“业余时间”的人是无法坚持的。于是这个具体的、日常性的试验活动就只好由助手代替了。请助手，吴蕴初没那个条件，也因为要保密而没那种可能，就只得依靠他的夫人戴懿了。戴懿的文化水平并不高，连初小都没有读完，根本不知道化学为何物。但是，她慧心独具又极忠于丈夫的事业，硬是全心全意地在丈夫的指引下坚持着工作。每日里认真地观察着各种细微的反应，一点一点地记在一个专用的小本子里，经常是夜以继日地摆弄着那些瓶瓶罐罐与酒精灯。而且不仅要付出巨大的精力与劳务，还须不时地向人赔小心，因为试制中不时逸出的硫化氢臭气与盐酸的酸味弥漫着整个亭子间，再溢入邻家，邻家自然会很不满于这种污染。吴夫人每当此时，只好事先往邻家去致歉，以求得谅解。
吴蕴初夫妻同心，顽强地坚持，经过近一年的紧张而繁细的工作，终于掌握了“哥罗登酸钠”的制作方法。夫妻俩几百个日日夜夜的辛辛苦苦结晶出了几十克颗粒细微、白光耀眼的晶体。虽只几十克，可这标志着日后的无数克；标志着自此中国人凭自己努力获得了优质的化学调味品，就足以将那泛滥而入的“外货”抵出国门，因而将那些因外货泛滥而兑出的白花花银子流转回国内！
交际
在重庆时，吴蕴初最广为人知的一件事情就是：1945年9月17日，他和王若飞共同签名发送请帖，邀请重庆的工商界人士和毛泽东在桂园座谈。
当时的历史条件，吴蕴初未必说多么了解共产党。他这个人，用现在的话说，有点傻乎乎的，没什么心眼。那时候他和黄炎培、章乃器这些人很要好，这些民主人士和工商界人士经常在一起聚会，叫做“星期五俱乐部”。那时候重庆也没有什么好饭馆，冠生园是最大的饭店，他们就经常在那里聚会。那时候有舆论说让工商界和毛泽东见见面，应该说有人可以出面的，但是这些人都不愿意出面，因为出面以后不知道会怎么样。但是吴蕴初无所谓，他是有点什么都不怕，什么都不在乎。他经常去欧美考察，受美国的影响很深，比较欣赏多党政治制度，他觉得让人家讲讲话也很好，是很朴素的民主观念。
另外一方面，吴蕴初也是比较在乎名声。这对于他来说恐怕不是一个政治的事情，而是一个社会事务。他没有多少政治头脑，没有什么倾向性，也不太懂。抗战胜利以后，他是国民代表大会的代表，他还帮他妻子去贿选国家代表，买了几个手表送给人家，后来还是他的老朋友钱昌照（当时国民政府资源委员会委员长）跟他说，差不多了，你不要去搞这个。
在重庆时，吴蕴初发现，无论他到哪里都有人跟着，而且不时地换人。吴蕴初家住在猫儿石，他每次进城要从嘉陵江摆渡。从摆渡开始，他只要一上船，就必然会有一个陌生人跳上来。下船之后坐黄包车，也总有人在后面跟着跑，因为重庆不能骑自行车。很辛苦的，一班一班换人。
这天，吴蕴初进城到李子坝时，一个年轻学生打扮的人凑上前诡秘地对吴蕴初说：“先生，我是个青年学生，很想到共产党占领区延安去，可惜缺乏路费，你能助我一臂之力吗？那我将永远感谢你！”
对于这个人，吴蕴初早已留意了他的跟踪，而且他那难掩的诡诈与“共产党占领区”的用语也暴露了他自己。于是吴蕴初当即将隐藏于胸的怒火化为真气，声色俱厉地道：“什么？！你是共产党！走！我要拿你到官！”吓得那伪装学生的小特务倒退着欲溜。吴蕴初又大喝道：“想溜吗？给我站住，不站住我可要喊宪兵了！”
小特务见已弄巧成拙，怕因此而招致麻烦，只好掏出特务证件向吴蕴初表明了他的身份。吴蕴初为了避免日后同样的麻烦，也亮出了他那中组部送上的党证，并亮出一连串的头衔，最后说：“回去告诉你们的长官，日后不许盯我的梢！否则，我到蒋委员长那去告你们！”
不久，吴蕴初果然趁一次开会的机会，向蒋介石告了一状。蒋介石听了嘴里骂特务机关“胡闹”，心里却对吴蕴初与中共要人的往来，仍存芥蒂。
吴蕴初曾在家里宴请王若飞和邓颖超，他们代表毛泽东个人来感谢吴蕴初，还送了礼物：一条毛毯、一袋小米、一袋红枣。吃饭的时候，吴蕴初说请他们把吴志进带到延安去，他们就说，延安很苦，贵公子吃不了这个苦的，还是等过几年再说。吴志进后来回忆说：“其实父亲也就是这么随便说说，根本不是认真的。那条毛毯是灰白花、长毛的延安毛毯，后来我在学校念书一直带着用。”
王若飞说：中国经济建设的发展，需要吴先生这样的实业家振兴工业。这给吴蕴初留下了深刻的印象。吴蕴初于1948年底出国。上海解放时，他在美国，听到上海天原等厂一切正常，十分欣慰。不久，他收到钱昌照来信，邀他回国。1949年10月，吴蕴初到达北京，受到周总理亲切接见并设便宴招待。一见面，周总理就说：“味精大王回来了，欢迎！欢迎！”周总理还说：“中国化学工业将会有很大发展，希望吴先生能为化工事业继续努力。”吴蕴初受到极大鼓舞。这年11月，他返回上海，受到天原电化厂全体职工热烈欢迎。此后，他担任了华东军政委员会委员，上海市人民政府委员，上海市工商联监察委员会副主任委员，中国民主建国会中央委员及上海分会副主任委员，化学原料工业同业公会主任委员等职。1952年，人民政府委派他赴苏联访问，回国后，准备请他到北京工作，进一步发挥他的才能。不幸的是，夫人戴懿的病故，使吴蕴初十分悲痛，加上积劳成疾，住进了医院，直至病逝。
粗犷
吴蕴初的性格一点也不像知识分子，没有什么书生气。在吴蕴初儿子的记忆里，不能说父亲的脾气很不好，但他是个不太会掩饰自己情绪的人，想说什么就说什么，想不高兴了就不高兴，想拍桌子就拍桌子。他说话是极其粗鲁的，骂起人尤甚。他还喜欢舞刀弄枪、打太极拳。
有一段时间，吴蕴初对大儿子吴志超有些生气，因为吴志超喜欢到外面去做投机生意。做投机生意在当时是被正派人非常瞧不起的。那时候他们住的房子在重庆猫儿石的山坡上，吴蕴初住在上面一点，吴志超的房子在下面一点，就像一个小坝一样。吴志超年轻洋气，喜欢听听外国音乐，有时候还在家里跟朋友一起跳舞。吴蕴初看不惯，对儿子很生气，对听歌、跳舞这些行为特别烦，他不高兴了，就拿个棍子把收音机的天线砸了。有一天，他的夫人早早就出门与朋友活动去了。他一个人在家生闷气，拿着刀子乒乒乓乓把家具劈得一塌糊涂，连太太的床也没有放过。
在生活上吴蕴初很粗线条。他吃饭极快，上桌子三两分钟，吃完了拍屁股就走了，从来没有和大家一边聊天一边慢慢吃。一般大老板不会在街边吃东西，但是他会。有一次在上海复兴公园门口，他看到卖油炸臭豆腐的，就买了一个吃，边吃边说，不要看到熟人。结果真的碰到熟人——上海社会局局长吴开先。女儿吴志莲参军填表时，有一栏要填“家庭经济状况”，她不知道怎么填，就写信问父亲。父亲很生气，说：“我的所有家产都在基金会，谁要了解自己去，我也说不清。”
慈父
吴蕴初和儿女小时候接触不是很多，但是他也喜欢跟儿女开玩笑。他会在三儿子吴志进睡觉的时候把他画成大花脸。在重庆的时候，他喜欢和吴志进一起炸麻雀，因为他懂怎么样用火药。他喜欢喝酒，家里有很多酒，但是他又很小气，只能他自己一个人喝。有时候孩子们会偷他的酒喝，后来他发现少了，就用铅笔在酒瓶上做记号。可是后来吴志进也发现他的记号，就在偷喝之后把记号擦掉，再画。
吴志进的脾气和吴蕴初一样暴躁。吴志进在南开中学念书的时候，有个教官冤枉他，说他欺负另外一个同学，其实他们是小孩子闹着玩。吴志进跟他辩论，他就在吴的脑门上打了几下，吴志进就踢了教官一脚。学校因此把他开除了。吴蕴初就这件事只对他说了两句：第一，你被开除了，在防空洞关两个礼拜；第二，教官怎么打你，你就应该怎么还手。
吴蕴初这样粗线条的人，也有细腻的时候，但是很含蓄。他去北京看三儿子，会悄悄地去给他做一件棉背心。1950年抗美援朝，女儿吴志莲在复旦大学报名参军，他虽然没有反对，但是内心是舍不得的。后来吴志莲在文章里面写到当时的情形：
“父亲虽然很舍不得我，但还是支持了我，那几天他一步不离地陪着我，亲自为我买了所有他认为到部队适用的东西，带我到照相馆与他照了合影，并在照片上题了字，还召集全家人为我饯行。临行前说好他不再去车站送我，但我上火车后，同学告诉我，父亲来了。我急忙飞奔过去，只见他站在送行的人群后面，眼含泪水。他说，不想让我知道他来送我，悄悄来到车站，只是想再看看我。”