抗日战争爆发后，吴在东毅然回国。在中共党员杨刚的启发下，他把民族解放的希望寄托于中国共产党。二十七年（1938）一月，应聘为广州孙逸仙医学院病理系教授，十一月重返上海医学院执教。翌年，和进步人士共同筹款资助新四军。三十年（1941），率领一批学生赴重庆，途中因太平洋战争爆发，被困香港。翌年一月，经东江纵队营救，进入游击区，积极为纵队培训医务人员，随后，往重庆任上海医学院病理科主任。同年五月，受到周恩来、邓颖超的亲切会见。三十二年（1943）至三十四年（1945）年，先后在贵阳中央医院、宜宾同济大学医学院工作。

　　抗日战争胜利后，吴在东于民国三十五年（1946）十一月到南京中央医院、中央大学医学院及湘雅医学院行医与任教。南京解放前夕，他冒生命危险营救被捕的爱国青年学生，并断然撕去出国护照，满腔热情迎接解放。

　　建国后，吴在东积极参加各项社会活动。曾被推荐为南京市人民政府委员。1951年12月任南京市卫生局局长，积极开展防治血吸虫病工作。1957年在墨西哥国际外科会议上宣读论文《日本血吸虫病和结肠癌的关系》，受到国外学者好评。1951年，加 入“九三”学社。1952年，参加国际科学委员会赴朝调查美国进行细菌战的罪行，中央卫生部授予他爱国卫生运动模范奖章一枚。1953年11月，吴在东调北京中国人民解放军军事医学科学院任病理系主任。1956年，赴苏联参观学习，并应邀加入苏联病理学会。1956年，加入中国共产党。1960年11月参 加中国人民解放军，并被授予军医上校军衔。1965年调解放军总医院工作，任病理科主任等，并兼任《中华病理学》总编辑等多种职务。

　　为了发展我国病理学研究事业，吴在东特别重视人才培养。肿瘤病理学家顾绥岳、超微结构病理学家武忠弼、以及沈琼、晏良逐等，早年都受过吴在东的教导。他关心家乡教育，捐款1000元给长汀大田小学。生前他留下遗言：死后，尸体捐作病理研究之用。

　　1983年3月19日，吴在东在北京病逝，终年78岁。根据他的遗嘱，去世后没有开追悼会，也没有进行遗体告别仪式，而是将他的遗体捐献出来做解剖和病理分析。

　　竭诚为病人服务的临床病理学家。吴在东是中国著名的病理学家，他十分重视与病人的安危休戚相关的临床病理学。临床病理学是通过对临床病人的活检组织、细胞涂片和手术标本进行检查，以达到为病人明确诊断并指导治疗目的的学科。1937年留学归国后，吴在东便一直活跃在临床病理领域，他以竭诚为病人服务为己任，一贯以高度的责任感和非常认真的态度来对待诊断工作。由于他对病变观察全面、细致，知识广博深厚，所以总能在对疑点调查取证的基础上，揭示病变的本质并作出正确的诊断。他的诊断水平早已在医学界同行及病人中享有盛誉。吴在东倡导并竭诚欢迎临床学家到病理科切磋业务或从事研究，同时也倡导病理医师经常到病房去了解病情。他认为这样做可以密切病理与临床的联系，促进相互学习，十分有利于提高诊疗质量并造福于病人。吴在东的朋友和同事们，如著名外科学家黄家驷教授、妇产科专家唐淑芝和外科学专家吴之理等，早年都曾在他主持的病理系（科）参观、学习或工作过。吴在东也经常参加各科专家的查房，形成了临床、病理相互学习、关系非常融洽的学术氛围，一时传为佳话。今天，这种做法已在吴在东生前主持工作的中国人民解放军总医院病理科坚持下来并形成传统。

　　军事病理学奠基人 放射病理研究创始人。1953年吴在东调任军事医学科学院病理系主任，经过他和他的同事们的努力，中国的军事病理学研究从无到有，发展壮大，建立起了自己的一套完整的学术体系。在学科建设上，他十分重视基础理论对发展学科的重要性，认为病理学应该摆脱单纯搞形态的道路，要同生理、生化、免疫、微生物、遗传等学科结合起来，才能得到发展。在科研管理上，他十分重视按照科技发展规律和科研工作特点进行管理，并联合朱壬葆、刘永、徐海超教授就此提出了系统的见解和建议。

　　从1958年起，吴在东带领军事医学科学院放射医学研究所病理室进行核辐射的 病理研究，这在当时属于保密工作，不能公开发表论文。为此，他要放弃他所熟悉的临床病理专业，多年默默无闻地从事急性放射损伤病理等研究工作，建立起一整 套国际先进的放射病理研究的方法和程序，为中国防原医学发展做出了重大贡献。在军事医学科学院荣获国家科技进步特等奖的《战时特种武器伤害的医学防护》重大成果中，他作为“在完成这项成果中做出显著成绩的同志”列入了光荣册。

　　吴在东几十年来无私地从事着病理学的教育工作，为中国培养了一大批病理学专业人才。他高尚的道德情操，严谨的治学态度，渊博丰厚的知识以及深入浅出的教学方法，深受学生们的敬仰和爱戴。他十分注意 临床与病理紧密联系，强调形态与机能的密切结合，注意启发学生对病理学的兴趣，使学生对所学能充分理解、融会贯通，他的学生至今仍然能清楚地记得吴在东50多年前生动的讲课内容。

　　无论是在教学中还是在工作中，吴在东对学生或下级医生总是循循善诱、诲人不倦，既重视业务技术水平的提高，更重视实事求是的作风和严谨的治学方法的养成。他特别注意启发培养他们独立工作与观察分析、解决问题的能力。几十年来，吴在东的学生可谓是“桃李满天下”，一些国内外知名的病理学者，如著名的肿瘤病理学家顾绥岳、在中国最早从事超微结构研究的病理学家武忠弼、在食管癌的普查和研究上做出了成就的沈琼和在军事病理学上做出突出贡献的刘雪桐等，早年都受过吴在东的熏陶。在他晚年有病的情况下，还亲自指导研究生的学习和工作，直到生命的最后日子里还抱病为一名其他导师的研究生反复修改毕业论文，并且带病坚持参加他的论文答辩。

　　吴在东在学术上追求创新和完美，无意于个人汇编式著述，但却十分热心于指导他的学生和晚辈从事多方面的研究工作，精心指导他们撰写论著。经他字斟句酌修改、审阅过的稿件难以计数，但他却总是不愿在文章上署自己的名字。

　　早在1932年，吴在东参加了淞沪战争十九路军的战地手术队，1937年末在祖国的危难之秋放弃国外优厚的条件毅然回国。1939年，他和一批朋友筹款资助新四军，还准备去新四军开办一所医务学校，由于1941年太平洋战争爆发 他被围困在香港而未能如愿。在香港，他利用医生的工作条件巧妙地掩护过中国共产党地下工作者和爱泼斯坦等国际友人。1942年，他参加了广东东江游击区的医务工作，同年在重庆第一次见到了周恩来，提出了自愿去延安的请求。1942年，吴在东在医学知识上为夏衍编排著名的话剧《法西斯细菌》提供帮助。他还托夏衍转交了捐献给解放区的医疗仪器。

　　在文化大革命期间，即使受到不公正的待遇，吴在东也一直没有改变对中国共产党和社会主义祖国的爱戴和信念，并且一直保持着乐观和实事求是的态度。他一贯胸怀全局，不计较个人得失，在文化大革命结束后，他把大部分工资都交了党费，仅在文化大革命前后交的党费累计就有15000多元。他还应总后勤部领导要求，就军事医学科学院组建基础医学研究所的建议案提供咨询意见。

　　吴在东一生梦求建立一所病理学博物馆，但却因此受到过不公正的批判。他一贯重视病理解剖的开展，认为它是提高中国医疗水平的重要关键，并且为此毕生多方面奔走呼吁。1982年，他在《中华病理学》杂志上发表的最后一篇文章《积极开展尸检，为提高医疗质量和医学科学水平做出贡献》。