吴石在国民党军队里干了很多年，职位越来越高，到后来成了国防部参谋次长那样的角色。他本来是福建人，早些时候投身军旅，学过军事知识，还去过日本进修，回来后帮着国民党打仗。抗日那会儿，他负责情报方面的事，经常给蒋介石出主意，关系还算近。打完日本人，国民党内部乱糟糟的，贪污的事到处都是，让他看不下去。豫湘桂那场仗打得特别惨，国民党军队败得很彻底，吴石求援兵也没用，蒋介石不派人来增援。仗打完，他对国民党彻底失望了，觉得这个党派没救。慢慢地，他接触到共产党那边的想法，读过一些书，对持久战的思路挺认可，还和叶剑英他们有过往来。1947年，他和家里人一起暗中加入共产党地下组织，从那开始干秘密工作。
淮海战役还没开打，吴石就已经在国防部做事了。他帮着把国民党在徐州的部队情况弄清楚，通过朋友吴仲禧传出去。那份材料挺全的，讲了国民党军队怎么布置的，对共产党军队打仗有帮助。战役打响后，共产党军队占了上风，国民党那边节节败退。1949年年初，共产党军队要过长江，吴石又从职务上搞到沿江防御的资料，细到部队怎么分派的，传给共产党那边。那些情报让共产党军队顺利拿下南京、上海、杭州这些地方。国民党撤退前，国防部有大批文件要运走，吴石负责这事。他建议先运到福州去，蒋介石同意了。后来蒋介石催着运到台湾，吴石找借口拖时间，只运了少量不那么要紧的文件过去。福州快被解放时，他让手下王强留下来，把剩下的大批文件交给共产党军队。这些文件对解放泉州、厦门沿海地带有用处，共产党军队根据那些资料推进得快。
1949年7月，国民党那边任命吴石去台湾当参谋次长。他本来想起义投奔共产党，但觉得去台湾能搞到更多情报，就改了主意。去台湾前，他绕道香港，把国民党在西北和西南的部队布置和打仗计划交给吴仲禧带走。这些材料后来在那些地区的战斗中派上用场。吴石带老婆和小女儿去台湾，大儿子和大女儿留在大陆。他到台湾后，组织上给他起了代号，叫密使一号。从那时候起，他就一边在国民党高层做事，一边偷偷收集情报传回大陆。
在台湾，吴石靠着老关系，很快就得到蒋介石的信任。他传回的情报不少，都是国民党军队的核心机密。1949年10月和11月，共产党军队打金门和舟山群岛没成功，这让解放台湾的事变得复杂。吴石的情报就更关键了。共产党华东局派朱谌之去台湾取情报，她又叫朱枫。朱谌之到台湾后，通过蔡孝乾安排，和吴石接上头。1949年12月，吴石把一份卷宗给她，里面有台湾、舟山、金门那些地方的防御情况，讲了打仗计划、部队怎么摆的、武器怎么配的，还有国民党海空军舰艇和飞机的数量位置。另外，还有国民党留在大陆的特务怎么搞破坏的计划。新中国刚成立，国民党特务到处捣乱，这份情报帮着对付他们。
朱谌之拿到卷宗后，通过香港传给华东局。其中几份机密材料上报到毛主席那儿。毛主席看完觉得价值大，就让相关人员给吴石和朱谌之记功。他还写了首诗：惊涛拍孤岛，碧波映天晓；虎穴藏忠魂，曙光迎来早。吴石在台湾继续干情报工作，但没多久就出事了。1950年1月，共产党台湾工委的陈泽民被国民党抓了，他扛不住审讯，供出蔡孝乾。国民党保密局的谷正文负责抓捕，设了计划把蔡孝乾逮住。蔡孝乾被抓后，生活作风有问题，国民党投其所好，让他招供。他供出朱谌之是华东局派来的，还牵扯到很多人。
吴石听说蔡孝乾变节，就找朱谌之说，让他赶紧走。他给朱谌之签了去舟山的通行证，她坐空军飞机去了舟山，打算从那儿回大陆。朱谌之到舟山后，藏在一家医院里。但国民党特务到处搜，1950年2月18日，她在定海被沈之岳抓了。沈之岳是老特务，经验多，把朱谌之押回台湾审讯。她受了重刑，没供出吴石。谷正文接着查吴石，他去吴石家找王碧奎聊天，套出吴石和朱谌之见过面的事。又从蔡孝乾的供词和吴石家搜到通行证的底子。这样，吴石暴露了。
1950年3月1日，蒋介石下令抓吴石。谷正文带人去抓，吴石被关进监狱。王碧奎、陈宝仓、聂曦他们也都被捕。吴石在牢里受了酷刑，伤得很重，但没招供。3月中旬，蔡孝乾又被抓，这次他全说了，把知道的都抖出来，包括吴石在内，好几千人被牵连抓捕。国民党设了个特别法庭，蒋介石签了秘密处决令，审判就是走形式。没人敢给吴石求情，蒋介石气坏了。1950年6月10日，吴石和朱谌之、陈宝仓、聂曦他们在台北一个刑场被枪毙。吴石临死写了诗：天意茫茫未可窥，遥遥世事更难知。平生殚力唯忠善，如此收场亦太悲。五十七年一梦中，声名志业总成空。凭将一掬丹心在，泉下差堪对我翁。
周总理从报纸上知道吴石牺牲的事，下令查清楚。后来查出是蔡孝乾变节引起的。毛主席也觉得可惜。1973年，毛主席批准吴石为革命烈士。1994年，吴石和王碧奎的骨灰被子女接回大陆，安放在北京一个公墓。吴石干地下工作时间不长，就三年，但传回的情报帮了共产党军队大忙。他在国民党高层潜伏，风险高，随时可能暴露。国民党败退台湾后，吴石去那儿继续工作，本来是为解放台湾做准备，结果因为叛徒出卖，全组人都没了命。蔡孝乾本来是共产党老党员，参加过长征、抗日，回到台湾发展地下党，人数发展到不少，还打入国民党内部。但他被抓后变节，害了很多人，包括吴石他们。国民党保密局那些人手段狠，抓人审讯不手软，谷正文和沈之岳他们就是典型，干了不少坏事。
