1958年9月，中国科大应运而生，围绕“两弹一星”目标，有大量工程热物理问题亟需解决。时任中科院动力研究室主任的吴仲华毅然出任中国科大物理热工系首任系主任，率先提出培养“研究工程师”的育人目标：只有具备扎实的理论基础，才能够更好地从事工程实践，实现工程创新。这一育人目标正是中国科大“科学与技术结合”办学特点在工程热物理学科的具体体现。

确立了培养目标，吴仲华立即牵头制定物理热工系的教学计划，亲自编写 “工程流体动力学”和“叶轮机械气动热力学”课程讲义，给学生指定“气体动力学”和“热动力学”课程的教学参考书，并亲自为本科生讲授多门专业课程，如“气动热力学”等，还亲自指导本科生的毕业论文。

据1958级物理热工系校友、中科院工程热物理研究所研究员吴邦贤回忆，他的本科毕业论文题目正是由吴仲华指定，不仅给他指明了研究方向，还交代他要多找资料，有不明白的问题可以直接来找自己。论文完成后，吴仲华对其给予颇高的评价，并打出了5分的最高分。

1961年，中国科大物理热工系与力学和力学工程系合并，成立近代力学系。吴仲华出于专业范围更广的考虑，建议 “喷气动力热物理专业”改称为“工程热物理专业”，建议两系合并后的系名改为“力学和热物理系”，阐明热物理和力学是两个彼此独立的学科，近代力学不包括热物理专业。

1975年，吴仲华来到已南迁至合肥的中国科大，担任“中国科学技术大学三元流动理论训练班”的主讲人。每次登台授课时，眼神中的坚定似乎在告诉人们：“科学真理是抹煞不了的，祖国的飞机一定会安装上世界上最先进的航空发动机！”