吴健雄被誉为物理学第一夫人，在国立中央大学学习时，她多方面的才智即深受老师们赞赏。袁家骝有叱咤风云的祖父，却从小自力更生，在燕京大学，校长司徒雷登对他青睐有加，引导他走上了物理的道路。之后，这两位才华横溢的青年才俊来到美国伯克利，在这里，吴健雄精确细致的实验风格深受导师们赞赏，她执着顽强的毅力也已经展现出来。然而毕业之后，吴健雄只能在一所女子学院教书，并不能如愿开展科学研究。
那么，她是如何跨越重重艰难，成为物理学第一夫人的呢？
吴健雄和袁家骝在婚后搬到了美国东部，一个在美国无线电公司从事战时的雷达研究，这和袁家骝很早培养的对无线电的爱好很匹配；另一个则先当起了教书匠，这并不完全与吴健雄的雄心大志吻合。那时的美国，前二十名的物理系完全是男人的天下，一个女教授也没有，这连中国都不如。
吴健雄还是因为史密斯学院的一位女原子核物理学家兼理学院院长前一年访问过伯克利物理系，对吴健雄非常欣赏，邀她加盟这所贵族女校，这才随夫东行接受这个教职的。但是这所以教学为主的私立人文学院没有足够的经费支持她的研究。连续做了几年激动人心、硕果累累的实验，一下子失去了伯克利式的研究氛围，让野心勃勃的她颇感失落。
尽管无研究实验可做，吴健雄未丢掉看物理文献和参加学术会议的习惯，始终跟着科学的步伐。
第二年她在波士顿的会议期间见到劳伦斯时坦言无法做研究的苦恼。她昔日的老师马上给她写了极强的推荐信，一下子所有常春藤名校都接受了她的申请。尽管史密斯学院給她涨了不少薪水，并将职称提为助理教授，但是吴健雄还是去了普林斯顿大学，成为该校有史以来第一位女讲师。然而，她的聘书姗姗来迟，因为系主任自己也没有想到，在普林斯顿雇佣一位女教员会是如此艰难。
吴健雄真正出大名，开始于1956年李政道与杨振宁两人的革命性工作。理论物理中关于宇称守恒观念的首次公开质疑出现在1956年4月初美国罗切斯特大学内召开的粒子物理国际会议最后一天的“新粒子理论解释”的讨论会上，目的是为了了解所谓的“θ－τ之谜”。在奥本海默的主持下，一些极端活跃的才俊，如杨振宁、盖尔曼和费恩曼分别发言、提出见解和质疑。
会议的记录有这样的话：讨论进一步地继续……杨振宁认为，由于我们到目前为止，对于θ和τ衰变的了解如此之少，因此对这一问题最好是保持一个开放的想法。遵循这种开放的思维方式，费恩曼替布洛克提出了一个问题：会不会θ和τ是同一种粒子的不同宇称状态？而它们没有特定的宇称，也就是说宇称是不守恒的。这就是说，自然界是不是有一种单一确定右手和左手的方式呢？
杨振宁说他和李政道曾经研究过这个问题，但是并没有得到确定的结论。因此，或许存在一种粒子具有两种宇称。或许可以说宇称守恒……是可以被破坏的。可能弱相互作用都是来自这同一来源，即空间-时间对称的破坏。
吴健雄对实验证实弱相互作用宇称不守恒拥有无可置疑的优先权。这导致诺贝尔奖委员会当年就授予李政道杨振宁物理奖。成了中国籍获诺奖的前两人。令许多科学家惊讶甚至愤怒的是吴健雄与诺奖失之交臂。
有人说诺奖只授予思想的最早创立者，有人又归结于对东方女性的歧视，犹如以前对犹太女性麦特勒的忽略，也有人疑心评奖委员会考虑到合作者的贡献而获奖者不能超过三人。吴健雄从未公开对此评论，仅在1989年回一封新科诺贝尔物理奖得主的信中说道：“我的一生全然投身于弱作用方面的研究，也乐在其中。尽管我从来没有为了得奖而去做研究工作，但是当我的工作因为某种原因而被人忽视，依然是深深地伤害了我。”