吳念軒出生于臺灣省桃園市，

從小就很愛看成龍和李連杰演的功夫電影 。小時候他經常跟哥哥吵架而被母親痛打罰跪，有一次因為實在太痛了，他就“裝死”，也因此開啟了他的演戲之路 。

吳念軒在初中時，有過被同學霸凌的經歷 。他高中和大學分別就讀于內壢高級中學、淡江大學統計系。上了大學之后，吳念軒加入熱舞社學跳舞，大三時征選上“華流之星TOP STAR”計劃，開始接受專業表演的培訓 。

2016年，吳念軒成為三立行腳節目《青春好7淘》的主持班底。2017年8月25日，與楊丞琳、許瑋甯、高慧君合作主演的驚悚懸疑電影《紅衣小女孩2》上映，在片中飾演被神明“虎爺”乩身的林俊凱，這是他的首部電影作品，從而正式進入演藝圈，該片在中國臺灣的票房突破了1億元臺幣 ，而他則憑借該片入圍了第54屆臺灣電影金馬獎最佳新演員獎 ；同年，完成了個人首部影視劇作品，出演何潤東自編自導自演的青春校園劇《翻墻的記憶》，在劇中飾演校園老大老K，不僅獻出了自己的螢幕初吻 ，而且還首次挑戰了床戲 ；8月30日，參加直播節目《ETNEWS看電影》 ；同年，擔任閻奕格《今夜三更》（又名《閻羅王》）MV的男主角，這是他首次參與MV的拍攝 。

2018年2月9日，與盧廣仲、嚴正嵐、蔡振南共同參演的喜劇電影《花甲大人轉男孩》上映 ；其后，參加了臺北燈節，并首度嘗試古裝扮相，扮演了清代大將軍陳化成 ；8月29日，憑借電視劇《翻墻的記憶》入圍第53屆臺灣電視金鐘獎戲劇節目男配角獎 ；12月，擔任嚴正嵐《告白》MV的男主角 ；隨后，與嚴正嵐共同擔任第41屆金穗獎的形象大使 。

2019年，出演郭春暉、黃毓棠聯合執導的青春劇《月村歡迎你》，他所飾演的馬威海是一位道地土臺客，外表痞帥，但內心卻是癡心男子漢 ；6月，擔任郭修彧《擋箭牌》MV的男主角 。

2020年2月14日，主演的古裝懸疑愛情勵志劇《大唐女法醫》播出 。

吳念軒有一個姐姐。2014年，他的姐姐因病離世 。吳念軒15歲時，他的初吻便被奪走，而他第一次約會的地點則是在咖啡店 。吳念軒曾交往過一任女友，對方是他的初中同學，二人從高中開始交往，到了大學之后，彼此發現不適合而分手 。

2017年，吳念軒在拍攝電影《紅衣小女孩2》過程中，不僅炸傷右眼，當下近乎失明，而且頸椎也受了傷 ；9月，吳念軒開始鍛煉身材，工作空檔就找朋友一起上健身房，有空就練一個多小時，通過2周的時間，他的體重從68kg練到了72kg 。2018年12月8日，擔任“24/7 放肆野鍊”運動訓練派對的客座教練 。

吳念軒紳士又溫柔 ，不僅顏值高，而且還練就一身好身材 ；他外表帥氣、個性萌樣 ，無論演技，還是外型，都很亮眼 。在電影《紅衣小女孩2》中，吳念軒展現了其純凈直接的表演；雖然戲份相對較少，一出場卻能成功擄獲全場目光，他飾演的虎爺，無論是起乩後的神情，還是在地上爬行、搖晃著頭的精準演出，都成為了全片的亮點，角色討喜令人印象深刻 ，而他的演繹也完全顛覆了原先飾演的男孩形象 （郭修彧、東森新聞云評）。

在《ETNEWS看電影》節目中，吳念軒現場表演了“濕身洗澡秀”，展現了其難得的性感面貌 。而在他的秀表處女秀中，吳念軒架勢、氣場都很強，帥翻全場，完全搶走一旁的李李仁風采。他一出場就擺出許多不同于其他男星的秀表動作，除了基本的抱胸、舉手動作，他還會以側面入鏡，搭配輕撫嘴唇、脖子的姿勢，釋放超強電力 （東森新聞云評）。