吴阶平和吴孟超并非亲兄弟关系，而是同门师兄弟。两人均为中国科学院院士，且曾为同济大学医学院（现华中科技大学同济医学院）的师生及同事。

具体关系如下：

学术背景

吴阶平与吴孟超同为1940年毕业于原同济大学医学院，属于同门学弟妹关系。

职业成就

吴阶平是国际外科领域顶尖学者，曾任国际外科学术会议团长，代表中国医学界参与国际交流；

吴孟超是肝胆外科领域的开创者，被誉为“中国肝胆外科之父”，在临床与科研上均有卓越贡献。

时代背景

两人活跃于20世纪中叶，共同推动了中国医学外科的发展，但学术领域无直接从属关系。

综上，两人是学术同门、职业伙伴，而非亲属关系。