吴光伟进入延安之前，有着相当丰富的人生经历，思想比较激进，有爱国热忱，有服务社会的责任意识，有现代女性的独立自主精神。

据她在延安接受斯诺夫人尼姆·威尔斯采访时介绍，她1911年出生于河南，两岁时随父母迁居北京。父亲在北京担任盐务局局长，是个诚恳、勤奋、安分守己的人，维持着一个中产阶级家庭的生活。她出生的家庭除了父母，还有两个姐姐、一个妹妹和一个弟弟。兄弟姐妹都接受过良好的教育。她就读的小学和中学都是北平的教会学校，1925年的五卅运动，给她很深的爱国主义影响。1926年3月18日，北平学生举行抗议段祺瑞政府的示威游行，她和同学们冒雨等候在段祺瑞政府门前，得到的答复却是有的学生被警察打伤，还有一名学生被枪杀。后来，她转学到上海，在一家商学院的女生部专攻英语。她学习很用功，在班里得过最高荣誉奖。课余时间，她喜欢打排球和篮球。班主任是一位曾在美国获得社会学学士学位的广东人，对社会工作很热心，常带学生参观上海的大小工厂。吴光伟非常喜欢这种教学方式，不仅得了高分，还激发起希望去改善工人们悲惨生活的社会理想。

这样一位深得学生喜爱的班主任，却遭到学校的解聘。吴光伟作为女生部的代表，要求校长收回解聘班主任的成命。校长表面上答应了学生的要求，但几天过后还是解聘了那位班主任。暑假开始，吴光伟曾想再组织一次斗争，但同学们大都离开了学校。1929年秋季开学，她又回到北平的经世中学。对教会学校管理制度和昏聩教师的反感，作为学生领袖之一，她又一次成为学生运动的组织者，结果是包括她在内的三十名学生被学校开除了。不久，吴光伟考取国立北平师范大学。

吴光伟恋爱的对象是张砚田，当时在北平大学读书。他们在1934年3月1日结婚，当时吴光伟23岁。同年8月，张砚田留学日本帝国大学。吴光伟毕业后，曾在北平中华戏剧专科学校任教，同时兼做家教，每月收入60元，自己用20元，其余都寄给在日本读书的丈夫，帮助他完成学业。不久，她也到了日本，对那里的国民教育水平有很深的印象。三个月后，她回到国内，正逢国立南京戏剧学校招收首届学员。1935年10月，吴光伟考入该校学习，同学中有叶仲寅、沈德蔚、左恭、贾耀恺、朱家训等人。