后來，在中科院數(shù)學(xué)所一位領(lǐng)導(dǎo)的建議下，吳文俊開始研究中國古代數(shù)學(xué)。而令他日后成名的機(jī)器證明研究，靈感也來自于中國古代數(shù)學(xué)。

1976年冬，57歲的吳文俊開始了幾何定理機(jī)器證明研究。他在北京圖書館借遍了與機(jī)器證明有關(guān)的書籍，雖已近花甲之年依然苦讀鉆研。

功夫不負(fù)有心人。1977年，吳文俊第一篇關(guān)于機(jī)器證明的論文發(fā)表。他創(chuàng)造性地將一般形式的代數(shù)簇分解為所謂“三角列”形式，讓很多性質(zhì)變得容易計算，從而使代數(shù)幾何中很多重要問題得到構(gòu)造性解決。這個方法后來被以他的姓氏命名為“吳氏方法”。

1979年，吳文俊應(yīng)邀赴美國訪問，做了兩場機(jī)器證明報告，引起了美國數(shù)學(xué)家的極大興趣。那次美國之行，吳文俊向國家申請了2萬元美金，購買了一臺像樣的臺式計算機(jī)，親自操作。當(dāng)時，已到60歲的吳文俊從零開始學(xué)習(xí)編寫計算機(jī)程序，自此成為了他所在部門年齡最大的計算機(jī)程序員。

61歲那年，吳文俊申請加入中國共產(chǎn)黨。當(dāng)時改革開放的形勢讓他很興奮，在入黨志愿書上吳文俊寫道：“現(xiàn)在黨已經(jīng)進(jìn)入了第二階段的革命時期，我國的科學(xué)文化也應(yīng)像政治與經(jīng)濟(jì)那樣，急需改變幾百年的落后面貌，走上獨(dú)立自主的發(fā)展道路，把我國建設(shè)為一個科學(xué)上最先進(jìn)的國家，作為一個從事科學(xué)工作的知識分子，我決心在黨的領(lǐng)導(dǎo)下為這一新的偉大歷史任務(wù)克盡綿薄�！�

1984年，美國舉辦了一場全美定理機(jī)器學(xué)術(shù)會議。華裔學(xué)生周成青提交了一篇題為《用吳方法證明幾何定理》的論文。他在現(xiàn)場用電腦演示，短短十幾分鐘里證明了幾百條幾何定理。吳方法的成功引起了國際數(shù)學(xué)界的極大關(guān)注。兩年后，吳文俊應(yīng)邀前往美國參加世界數(shù)學(xué)家大會，并在會上做了45分鐘的報告。在當(dāng)時的中國數(shù)學(xué)家中，吳文俊是獲此殊榮的第一人。

2001年2月19日，國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會在北京人民大會堂隆重舉行。因在數(shù)學(xué)機(jī)械化領(lǐng)域的開拓性貢獻(xiàn)，82歲的吳文俊獲得了國家最高科學(xué)技術(shù)獎。

十年后，以吳文俊名字命名的中國人工智能大會召開，吳文俊被尊稱為“中國人工智能先驅(qū)”。2017年5月7日，吳文俊因病逝世，享年98歲。

2019年，吳文俊被授予“人民科學(xué)家”國家榮譽(yù)稱號。