吴忠性出生于安徽合肥肥东，早年家庭书香，但因父亲去世而寄养外祖父家。他在六岁时便开始学习，经过13年的私塾教育，17岁时他转学学习现代知识，凭借坚毅的意志完成了初中课程。1933年，他考入中央测量学校，尽管当时对测绘并不理解，这一选择却成了他命运的转折点。毕业后，他在抗战期间跟随工作单位南迁，始终坚持自己的测绘工作，并在闲暇时为学生开补习班。
吴忠性在1945年日本投降时受派出国深造，期间他对国际地图的误绘心存警觉，甚至为未来的解放军进藏准备了宝贵的地图资料。1948年底，他在国民党搬往台湾时选择留下，成为新中国测绘事业的重要奠基人。在新中国成立后，他全心投入国家的测绘事业，成功编绘了多幅重要军事地图和图册，并在1952年开始转向测绘教学。
在教育领域，吴忠性首创了地图投影学课程，并出版了五六十万字的教材，这在当时国内几乎是空白。他于1960年入党并参军，但在1969年却因政治原因被送至干校劳动。直到1971年他才得以重返教育岗位，继续培养测绘人才。
吴忠性在1980年代表中国参加国际制图协会会议，为中国争得了国际认可。1988年正式退休后，他继续以朴素的生活态度看待自己对国家贡献，在家徒四壁的条件下，心中却充满自豪。对于次子吴邦国，他同样没有隐瞒自己的期望与支持。尽管生活清贫，他为培养测绘人才而感到无比富有。
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