吴纯仁是陕西韩城人,1936年参加中国工农红军,1937年加入中国共产党。土地革命战争时期,他历任文书、文化教员、连政治指导员、干事、营政治教导员、营长、团司令部副参谋长等职,参加了反“扫荡”、反蚕食、反封锁斗争以及广阳、苏北、皖北、淮北、射阳、淮安等战役战斗。解放战争时期,他历任团司令部参谋长、副团长、团长等职,参加了三下江南、四保临江、保卫四平和辽沈、平津、渡江、江西、广东、粤桂边等战役战斗。新中国成立后,他历任副师长、代理师长、师长,海南军区参谋长、副司令员、代理司令员,副军长,广州军区司令部参谋长、副司令员等职,参加了解放海南岛战役,为部队革命化、现代化、正规化建设作出了贡献。
吴纯仁是中国共产党第九届中央候补委员、第五届全国人大代表。他在1955年被授予大校军衔,1961年晋升为少将军衔,曾荣获八一奖章、二级独立自由勋章、二级解放勋章和一级红星功勋荣誉章。
1972年江青到广州,丁盛指定由吴纯仁挂帅,组成有军区保卫部、管理局领导参加的班子负责接待。有一天,江青突然提出要到林彪在广州住过的地方去看一看,吴纯仁随之作了周密的安全布置,并派人提前去检查、准备。参观那天,江青刚进林彪住处还很高兴,可过了不一会就很气愤地说要离开。回到南湖的住所,她的脾气更大了,嚷嚷说有人要暗害她。她还说吴纯仁是林彪的人,故意把她带到林彪的住所里去。文革结束后,江青倒台,丁盛、吴纯仁被牵连。吴纯仁还好一点,没有开除军籍。
1977年,吴纯仁任福州军区副司令员。
1985裁军后提拔的都是二野将领,还有少数三野、一野将领,四野是被排斥的,所以吴纯仁这位四野嫡系只好早早退休,享受副大军区职待遇。
后吴纯仁因病医治无效,于2010年1月30日在广州逝世,享年89岁。