1969年，吳子牛初中畢業(yè)后到農(nóng)村插隊落戶。1972年，進入樂山地區(qū)文藝學校學習，畢業(yè)后在樂山地區(qū)文工團從事創(chuàng)作和演出。1978年，進入北京電影學院導演系學習。

1982年，畢業(yè)后擔任瀟湘電影制片廠的導演。1983年，執(zhí)導個人首部電影《候補隊員》，該片獲得厄瓜多爾基多國際電影節(jié)兒童電影大獎、第4屆中國電影金雞獎特別獎。1984年，執(zhí)導劇情電影《喋血黑谷》，該片被評為新時期十年優(yōu)秀影片獎。

1985年，吳子牛獲得中國第一批“五一勞動獎章”、“全國優(yōu)秀文藝工作者”稱號，同時被評為“省勞動模范”；同年，擔任湖南省青年聯(lián)合會的副主席；同年，由其執(zhí)導的戰(zhàn)爭電影《鴿子樹》上映。

1986年，執(zhí)導由陶澤如、李羚合作主演的劇情電影《最后一個冬日》。1988年，執(zhí)導由陶澤如、孫敏共同主演的劇情電影《晚鐘》，他憑借該片獲得第9屆中國電影金雞獎最佳導演獎，該片獲得第39屆西柏林國際電影節(jié)銀熊獎；同年，由其執(zhí)導的劇情電影