作为中国泌尿外科开拓者之一，在泌尿外科，男性计划生育等方面有突出贡献。对“肾结核对侧肾积水”的研究可使一些过去认为无法挽救的肾结核患者得以恢复，并在国内外医疗实践中得到了证实。确立了肾上腺髓质增生为一独立疾病，为国际上所承认。对肾切除后留存肾代偿性增长的研究，纠正了长期存在的一种不全面的认识。与同道合作把输精管结扎术发展为输精管绝育法，在国际上受到重视。
膀胱扩大术
“早在1959年，吴阶平还设计了利用回盲肠进行膀胱扩大术，成功地应用于临床上膀胱挛缩的患者。该手术在70年代甚至80年代欧美书籍和杂志上才作为最新的手术方法介绍给读者。
应用经皮肾穿刺造影于诊断
“50年代北医在吴阶平教授领导下，最先广泛应用经皮肾穿刺造影于诊断，并有应用经皮肾穿刺造口术的治疗病例，比起当今国际上时兴的经皮肾手术还要早。当时肾上腺外科在国际上尚未普及，吴阶平在我国率先进入该领域，此项工作曾在日本医学界引起很大震动。1961年9月在19届国际外科学会上，吴阶平明确指出皮质醇症 （即柯兴式综合症）的病状在多毛的同时常合并脱发，受到重视，他的报告为皮质醇症的诊断增添了新内容。
提出肾上腺髓质增生新概念
他对肾上腺外科突出的贡献是 60年代明确提出肾上腺髓质增生的新概念，并确认为独立的临床疾病。发表在英文版中华医学杂志 的论文被收入1979年《美国泌尿外科年鉴》；1983年吴阶平还首先在三十届国际外科学会上报告了患者术后长期随访的报告。
小儿巨大肾积水的容量标准
他提出的“小儿巨大肾积水的容量应以超过该年龄二十四小时平均尿量为标准”，这个标准已被泌尿外科界所公认。
设计吴氏导管
70年代，他还设计了特殊的导管改进前列腺增生的手术，使经膀胱前列腺切除术的出血量大为减少，手术时间缩短，被称为“吴氏导管”，已在国内推广。
计划生育工作
作为泌尿外科专家，他十分重视计划生育工作，1957年首创输精管结扎时向精囊灌注醋酸苯汞以杀死残存的精子，使术后立即达到绝育效果（过去一般手术后都须经两三个月才成）。报告后立即在全国推广，有力地促进了计划生育工作。
