新中國成立後，吳泮洲在法庫縣人民醫院任醫師。1950年12月新婚僅6天的吳泮洲，毅然參加抗美援朝戰勤支隊法庫團部工作，任戰勤醫生。抗美援朝戰勤支隊赴朝後，吳泮洲全力開展戰區的衛生醫療工作，確保了分擔的區域內沒有發生任何疫情，配合了前方戰事的勝利發展。還主動擔當日語翻譯，為戰勤服務。在抗美援朝戰爭中，戰勤部隊時常遭遇美軍空襲。1951年底，吳泮洲所在的法庫戰勤支隊完成任務回國。1952年，吳泮洲復員後，任法庫縣人民醫院副院長(主持工作)。
吳泮洲在任副院長期間，首先為醫院建立起一套完整的會診、院領導定期檢查病房、特殊患者專醫專護和死亡病案討論等制度；接著又建立起縣城、鄉鎮、村三級醫療服務網路。在法庫籌建了戰備醫院。吳泮洲自學中醫中藥，率先開展中西醫相結合的治療方法。20世紀50年代末，法庫曾發生一起多人接觸“廢油”中毒事件，接觸“廢油”者，除有中毒症狀外，還出現精神失常症狀。針對上述病狀，吳泮洲迅速地提出了中西醫相結合的醫療方案，組織醫護人員對中毒者進行緊急搶救，挽救了全部中毒者的生命。吳泮洲在法庫創辦了中西醫函授大專班、中專班，親自授課，培養了一大批中醫中藥人才。1961年，國家批准吳泮洲享受高級知識分子待遇。吳泮洲在醫療實踐中，表現了無私忘我的精神。1964年，全縣大面積發生麻疹疫情，吳泮洲顧不得正在發病的兩個兒子，帶領醫護人員奔赴重災區紅旗公社(今孟家鄉)組織搶救，實行危重病人集中搶救、中輕度病人對症治療，迅速控制了疫情，消除了病源體。在計畫生育工作中，為開展“男扎手術”，吳泮洲以身示範，帶頭做了“男扎手術”。1964年除夕，一名顏姓患者得了中毒性痢疾，已昏迷24小時。患者入院後，吳泮洲親自看護患者一天一夜，經過爭分奪秒的搶救，使患者轉危為安。在“文化大革命”期間，吳泮洲被帶上“資產階級反動學術權威”等四頂“帽子”，白天被批判游斗，晚上仍為患者治病，經常是午夜回家，並對家人說：“我們要相信民眾，我們要相信黨”。
20世紀70年代初，吳在發現自己的肛腸病加重的情況下，仍參加了省里舉辦的國際先進醫療經驗學習班。回院後迅速開展推廣工作，把為自己治療的時間拖後了半年之久，致使肛腸病發生病變。
吳泮洲擔任縣醫院副院長期間，一貫嚴於律己，廉潔奉公。無論是上下班、開會、下鄉出診，唯一的交通工具是自己的腳踏車。在醫療過程中，從未收過患者的“紅包”。
1973年至1983年，吳泮洲曾先後擔任法庫縣革委會委員、縣衛生局副局長、中華醫學會法庫分會會長，第八屆、第九屆縣人大代表，政協法庫縣第四屆委員會副主席。
1983年5月，吳泮洲病逝於法庫，終年62歲。法庫人民在長逸公墓為吳泮洲立了墓碑，在碑上刻有題為《醫魂》的詞：“康復萬戶舒，天使德無境。智技同付出，百苦敢釋夢。妙手欲回春，千古醫魂頌。赤血若扶幾脈流，拳報關天命。”該詞道出了法庫人民的心聲。
