吴健雄纪念馆位于大礼堂西南侧，与东边的健雄院相应，为纪念我校的杰出校友、杰出的女性物理学家吴健雄而建。
吴健雄（1912-1997）核物理学家，在β衰变研究领域具有世界性的贡献，被誉为“东方居里夫人”。1934年，吴健雄毕业于国立中央大学物理系。其夫袁家骝先生是袁世凯次子袁克文的儿子。吴健雄院士不仅在钻研物理上成就卓越，而且为祖国的物理学发展积极奔走，为国内物理学的现代化发展做出了不可磨灭的贡献。
纪念馆由东南大学建筑设计院高民权教授设计，2002年正式开馆。为单体建筑、框架结构，整体四层，地下一层。馆内陈列了由吴健雄家属和美国哥伦比亚大学捐赠的大批遗物，包括吴健雄生前所获得的奖章、奖状、证书、聘书，有关文件、书籍，朋友及要人赠送的书画、物品，吴健雄先生日常生活用品等。
在一楼主厅，集中反映吴健雄获得的荣誉和产生的社会影响；
二楼主要介绍她的科学活动和科学精神，展示她用过的工作室和部分实验仪器的模型；
三楼主厅主题是“从童年到回归”，介绍吴健雄的生命历程；在采用了现代金属悬挂玻璃楼面的二、三层弧形走廊上，将展示吴健雄从事学术交流、社会活动、人际交往、家庭生活等内容的若干照片，向人们展现这位杰出女性的风采与魅力。