20世纪30年代，吴天一出生在新疆伊犁一个塔吉克族知识分子家庭。他9岁随父母去南京读书。1950年10月，中国人民志愿军跨过鸭绿江，抗美援朝战争正式打响。在南京，吴天一顺利通过征兵体检，成为一名中国人民解放军战士。

“别看我个子小，但体质好。我当时只有一个愿望，参军报国。”吴天一说。由于文化功底良好，一入伍他便被分配至中国医科大学培养。6年的理论培训结束后，抗美援朝已经签订停战协议。“但当时部队还没撤回，我就强烈要求去前线。”

1957年，吴天一与夫人一起，换上志愿军的服装，来到位于平壤的中国人民志愿军第512医院。在那里，因为防治疫情得力，他获得第一个三等功。

1958年随部队回撤到青海后，为响应当时“大练兵”号召，吴天一被分配至某骑兵连。“我要当一名普通兵。”吴天一说，在骑兵连他获得了“五好战士”荣誉，为他之后常年在高原“骑马问诊”打下了基础。