1932年震動全世界的“一·二八”淞滬戰爭，在日軍不宣而戰之下爆發了。十九路軍保衛祖國神聖領土，為保衛民族尊嚴，英勇抗敵，打響了抗日第一槍。吳履遜率領炮兵營全營戰士，駐守淞滬炮台。淞滬炮台是保護大上海的重要堡壘，也是防禦和抗擊敵人進攻的重要軍事基地。日本侵略軍欲占領大上海，首先要占領閘北十九路軍堅守的陣地；欲占領閘北，首先必須占領淞滬炮台，因此淞滬炮台是敵人進攻重點中的重點，在蔡廷鍇將軍的率領下，在翁照垣旅長的指揮下，吳履遜營長身先士卒，視死如歸，號召全營戰士：“誓死守住吳淞炮台，與炮台共存亡！”帶領全營戰士英勇殺敵，從1932年1月28日至3月1日的一個多月的時間裡，共擊退日本陸海空三軍的數十次進攻、使敵軍傷亡慘重，敵軍聽到翁照垣、吳履遜兩人的名字就膽戰心寒。後來蔣介石強行下令撤退，十九路軍無奈撤出大上海，吳履遜和全營戰士含淚撤離淞滬炮台。
十九路軍撤離上海被調到福建後，於1933年11月成立了中華共和國人民革命政府，公開號召反蔣和抗日。吳履遜被任命為革命政府委員之一。1937年“七·七”盧溝橋事變爆發，大敵當前，國民黨不得不起用抗戰有功的前十九路軍人員，吳履遜被調到第12集團軍余漢謀部任922團團長，因殲滅大鵬灣登入日軍有功，升為潮汕駐軍獨立第九旅副旅長兼潮汕警備司令部副司令（旅長兼司令是華振中），獨九旅在潮汕，實行比較開明政策，各行各業都擁護它。
日本投降後，吳履遜隨國民黨軍事委員會北平行轅主任李宗仁將軍在北平接受日軍投降、並被李宗仁委任為中將高參。因不滿蔣介石的內戰政策，於1948年辭官回揭陽奔父喪並定居於汕頭市。
吳履遜深明大義，對內要求祖國統一，對外抵抗日本侵略者，1948年夏遭到喻英奇以莫須有罪名逮捕。事件發生後，海外潮人上層人士在香港舉行記者招待會，譴責喻禍國殃民罪行，肯定吳的抗日功績。廣東行轅主任余漢謀被迫下令釋放吳。1949年春吳定居香港。1974年夏在港病逝，享年74歲。港九榕江福利會同仁的輓聯曰：“岐嶺星沉，金甌已著生前績；雙溪月落，青史永垂身後名。”表達對吳將軍愛國愛鄉的崇高敬意和深切懷念。
