子弹厂建成不久，二师军工部便下达了研制迫击炮弹的任务。吴运铎从来没有造过炮弹，只好走仿制的路子，找来各种未爆炸的炮弹，拆下一个个零件，并把弹壳、弹尾、信管锯开，反复揣摩，搞清每个零件的构造与作用，以掌握其构造原理与制造技术。不久，他根据自己的理解，按照子弹厂现有条件，设计出迫击炮弹图样，很快试制出第一颗炮弹。第一次试验，哑炮。他拆开炮弹检查，认为是炮弹直径过大，底火药成分不对。于是，连夜重配底火药，修改弹体直径尺寸。第二次试验，炮弹发射出去了，但落地后并未爆炸。他冒着危险，从地下一尺多深的地方挖出炮弹，一个零件一个零件地检查，发现是信管里撞针弹簧太软，冲击力不足。改进后第三次试验，终于获得成功。

在敌后游击战争中，地雷轻便灵巧，易于使用，杀伤力又大。军工部向吴运铎下达研制各种地雷任务时，他对地雷几乎一无所知。他首先研制的是定时地雷，而定时装置又是第一道难关。他按照炮弹延期信管的原理，把引火线加长，计算好时间后，再点燃埋进土里引爆。可一盖上泥土，引火线立即熄灭，此路不通。他又试着用一小段封闭的铁管，压进空气，再使空气慢慢泄漏出来，以延长发火时间，也失败了。后来，他又用铜壶滴漏的办法来定时，特地做了一只带开关的水壶，里面放满水，水上漂一块木板并安上一个电极，壶盖上安另一个电极，壶里的水滴完时两电极接通而引爆。这种装置还需要一个电雷管，他开动脑筋，将手电筒上的电珠磨一个小洞，填进火药，再用纸贴牢。电珠接通干电池后，烧红的钨丝点着火药，成了引爆的电雷管。后因滴水装置计时不准，又不便于使用，再改用钟表发条来定时，定时地雷终于研制成功。随后，他又研制出脚踏地雷、拉火地雷等。

1943年，他又成功研制了枪榴弹。次年初，日伪军对淮南抗日根据地发起大规模“扫荡”，并到处构筑碉堡。为了削平林立的敌碉堡群，二师师部决定研制用于攻坚的平射炮，军工部着手筹建炮厂，由吴运铎负责主持整个设计和制造工作。大炮炮筒的材料是钢，但当时根据地仅有钢轨，无法制成炮筒。他大胆设想，用铁代替钢来做炮筒。炮筒内的来复线无设备加工，他做出一个橄榄形钢柱，上面刻出凹凸线，再把钢柱锲进炮筒，挤出又光又滑的来复线来。接着，用铸铁制作炮弹，用绸布缝成火药包以代替炮弹钢壳。开始试验了，他们在荒地上筑起一段土墙，在距土墙300米外挖了条壕沟，架上第一门大炮。第一发炮弹未装炸药和发射药包，仍把1.5米厚的土墙穿了个大洞。第二发用真炮，土墙被轰塌一半。在胜利喜悦的鼓舞下，他总结经验，绘出正式图纸，到秋天共造出36门平射炮和大批炮弹。

吴运铎设计制造的大炮在前线大显神威，将日伪军精心构筑的坚固碉堡一一摧毁。根据实战情况，他又不断加以改进，炮口口径由36毫米增加到42毫米，射程提高到4000米，为取得人民战争的胜利发挥了重大作用。