1877年3月吴德章做为清政府第一批海军留学生，入法国多朗官厂（土伦海军造船厂）学轮机、洋炮、冶炼，获总监工（总工程师）官凭。后游历法国、比利时、英国的船厂、轮机厂、钢铁厂。1879年春，吴德章等又赴卢爱尔和布坎晤士海陆各炮厂学习制炮，1880年，吴德章学成归国，任福州船政局监工、船政总监。在马尾造船厂，他与魏翰、陈兆翱、李寿田、郑清廉、杨廉臣等人密切合作，先后制造了近代第一艘巡海快船“开济号”，第一艘钢甲巡洋舰“龙威号”（后改“平远”号），大型钢管鱼雷快艇“广乙”、“广丙”十几艘军舰。1897年6月2日调第四届出洋留学生监督。1902年4月出任清政府驻奥地利国公使，1904年10月奉调回国。民国建立后，吴德章于1912年10月出任北京政府海军部技正，海军部军械司机械科科长。1912年12月30日授海军造舰主监。1914年5月25日给予三等文虎章。1919年1月4日给予三等嘉禾章。1920年元旦晋给二等文虎章。1925年7月15日晋授海军造舰总监。1927年8月27日任安国军政府军事部海军署技正。1928年8月7日任南京政府海军总司令部参议。