1977年，6岁时首次出演江西话剧团舞台剧《甜蜜的事业》，在剧中男扮女装，饰演“梦弟”一角。
1978年，7岁时随父母迁往北京。黄磊先报了上海戏剧学院，但没考上，1990年考入北京电影学院表演系，和王劲松、姜武是同班同学，指导老师是齐士龙。
1994年，考入北京电影学院表演系研究所，专攻电影表演创作及教学并担任助教。
1997年北京电影学院硕士毕业后推掉所有演艺活动留校任教。所带第一个班是北京电影学院表演系97班，班上学生有海清、黄海波 。
1990年，出演陈凯歌执导电影《边走边唱》，入围戛纳影展，暂露头角。1992年演出舞台剧《三姐妹》。
1994年，自编自导自演舞台剧《牛虻》。1995年自编自导自演舞台剧《红字》 。
1995年，出演香港电影《夜半歌声》，名气渐涨 。当时风华唱片公司的老板偶然看到这部电影，他认定黄磊可以出唱片，找了黄磊3次才与他正式签约6年 。
1997年，发行第一张音乐专辑《边走边唱》。1998年发行第二张音乐专辑《我想我是海》，同名歌曲《我想我是海》MV的女主角是孙莉 。
1999年，出演电视剧《人间四月天》，饰演徐志摩，为两岸三地观众熟知 。
2000年，主持台北飞碟电台《黄磊时间》节目 。
2000年，导演北京电影学院表演系97级毕业大戏《送冰的人来了》，成功公演 。
2001年，发行第三张音乐专辑《等等等等》。同年与周迅主演电视剧《橘子红了》，饰演容耀辉 。
2002年，出演陈凯歌首部电视剧《吕布与貂蝉》，饰演吕布 。
2003年，自编自导自演第一部电视剧《似水年华》，并发行同名专辑《似水年华》 。
2004年，出版个人随笔集《十七楼的幻想》 。同年自编自导自演电视剧《天一生水》 。2005年，自编自导自演电视剧《夜半歌声》 。
2006年，与袁泉、孙莉、何炅、谢娜、喻恩泰合作出演赖声川经典话剧《暗恋桃花源》，在剧中饰演江滨柳 。
2009年，出演老舍经典作品改编的新版电视剧《四世同堂》，饰演祁瑞宣 。2010年，与雷恪生、孙红雷、朱媛媛、秦海璐、辛柏青、陶虹、殷桃等出演田沁鑫执导的话剧《四世同堂》，饰演祁瑞宣 。
2010年，出演赵宝刚电视剧《婚姻保卫战》，饰演许小宁 。
2011年，出演赵宝刚电视剧《男人帮》，饰演罗书全 。
2012年，执导首部电影短片《老男人历险记之“喘不上气”》 。同年出演电视剧《夫妻那些事》，饰演唐鹏 。
2013年，出演电视剧《我爱男闺蜜》，饰演方骏 。
2014年，黄磊携女儿参加湖南卫视热播节目《爸爸去哪儿2》。 同年出演麦兆辉、庄文强执导电影《窃听风云3》，饰演万山。
2015年，与宋佳、李雪健主演的电视剧《嘿，老头!》于3月26日在北京卫视、东方卫视播出。
2016年3月29日，《深夜食堂》中灵魂人物食堂“老板”的扮演者黄磊揭晓，并曝光一组角色定妆照。
1995年在读研究生期间，担任助教，与新生孙莉一见钟情。2004年3月8日，与孙莉结束九年爱情长跑登记结婚。2006年2月6日，女儿出生，小名黄多多，大名黄忆慈。2014年在电视剧《我爱男闺蜜》的发布会上，黄磊自曝二女儿已经出生，而且爱妻孙莉已经出月子了 。
2014年6月25日晚，黄磊老婆孙莉在微博晒出黄磊帮女儿多多缝衣服的照片，并调侃称：“慈父手中线!”微博曝光后，网友纷纷点赞，黄磊还获封“全能老爸”。
2015年9月28日，黄磊和孙莉在北京举办“相爱20周年”婚宴，二人穿着婚纱带着多多和二胎女儿一起拍摄全家福，一家人幸福美满。孙红雷等明星也在微博上送出祝福，他在微博上写道：“磊和孙莉结婚二十周年纪念日，祝福你们美好的爱情天长地久。”
2016年2月4日上午，黄磊在微博上晒出小女儿的萌照。黄磊写道：“到达大蓝，今日立春，Mei像一个小春卷，祝福春安!”
2016年3月8日凌晨，黄磊在微博晒出与妻子合照，并隔空呼叫妻子孙莉称：“十二年，一个轮回，结婚纪念日快乐。”照片中，二人坐在海边的长凳上，孙莉将头倚在黄磊肩膀上，十分恩爱。
参演电视剧
小别离 2016饰演方朵儿父亲 导演汪俊 主演海清
太阳花2015-03-28饰演刘海皮 导演杨亚洲 主演李雪健, 宋佳
嘿，老头! 2015饰演刘海皮 导演杨亚洲 主演李雪健, 宋佳
我爱男闺蜜2013饰演方骏 导演汪俊 主演陈数, 汪俊
夫妻那些事2012饰演唐鹏 导演汪俊 主演陈数, 梁静, 李明珠
男人帮2011饰演罗书全 导演赵宝刚, 王雷 主演孙红雷, 汪俊, 王珞丹
婚姻保卫战2010饰演许小宁 导演赵宝刚 主演佟大为, 马伊琍, 袁立
四世同堂2009饰演祁瑞宣 导演汪俊 主演蒋勤勤, 赵宝刚, 陈昊
悲伤时唱首歌2006饰演汪静凡 导演胡意涓 主演贾静雯, 沈晓海, 潘虹
夜半歌声2005饰演陈天逸 导演黄磊 主演徐熙媛, 何润东, 孙莉
月牙儿与阳光2004饰演谭保罗 导演霍庄, 徐晓星 主演马伊琍, 江珊, 伊春德
后海前街2004饰演严冰 导演许同钧 主演马苏, 汤唯, 王劲松
城市女人心2004饰演李辉 导演滕文骥 主演何家劲, 杨童舒, 刘琳
天一生水2004饰演范叔涵 导演黄磊 主演马伊琍, 耿乐, 范冰冰
七日2004饰演江少威 导演管虎, 黄磊 主演马伊琍, 耿乐, 池华琼
醋溜族2004饰演学长 导演江丰宏 主演佟大为, 范玮琪, 苏慧伦
似水年华2003饰演文 导演黄磊 主演刘若英, 李心洁, 朱旭
吕布与貂蝉2002饰演吕布 导演陈凯歌 主演陈红, 傅彪, 耿乐
橘子红了2001饰演容耀辉 导演李少红 主演周迅, 归亚蕾, 寇世勋
人间四月天1999饰演徐志摩 导演曾念平, 丁亚明 主演周迅, 刘若英, 伊能静
风雪夜归人1997饰演魏莲生 主演剧雪, 刘金山, 刘信义
千秋家国梦1997饰演许崇仪 导演卢伦常 主演赵文瑄, 潘虹, 李婉华
喜乐会/真爱缘是你1996导演李国立 主演恬妞, 林熙蕾, 潘虹
大空战1993
中方雇员1993导演金丽妮 主演史可, 孙松, 李勤勤
热闹谷1993
海马歌舞厅1993导演刘毅然 主演梁天, 刘斌, 张国立
参演电影
极限挑战2016-01-15饰演黄磊 导演任静, 严敏 主演黄渤, 孙红雷, 张艺兴
爸爸去哪儿22015-02-19饰演黄磊 导演谢涤葵 主演陆毅, 曹格, 杨威
加你加年味2015-01-22导演韦正, 王小帅, 陆川, 张扬 主演孙俪, 李易峰
建党伟业2011-06-15饰演曹汝霖 导演韩三平, 黄建新 主演刘烨, 冯远征, 张嘉译
用心跳2010饰演舞蹈学院老师 导演关锦鹏 主演司雯, 蔡鹏飞, 马臣搏
38度2003-09-04饰演赵小天 导演刘新 主演陶红, 刘新, 谢雨欣
哥儿们2000饰演小周 导演戴泰龙, 连锦华 主演林强, 王劲松, 戴泰龙
夜奔2000饰演徐少东 导演徐立功 主演刘若英, 尹昭德, 戴立忍
爱情命运号1999-02-12饰演张乐文 导演邱礼涛 主演刘德华, 瞿颖, 石田光
边走边唱1990饰演石头 导演陈凯歌 主演许晴, 刘仲元, 马羚
窃听风云32014-05-29饰演万山 导演麦兆辉, 庄文强 主演古天乐, 吴彦祖, 刘青云
三个未婚妈妈2012-10-26饰演于所长 导演江平 主演苏有朋, 车永莉, 居文沛
火星宝贝之火星没事2009-11-19饰演罗秉文 导演刘仪伟 主演刘仪伟, 谢娜, 关悦
走着瞧2009-05-13饰演马杰(中年) 导演李大为 主演文章, 白静, 岳红
爱情呼叫转移2：爱情左右 2008-11-26饰演高凡 导演张建亚 主演林嘉欣, 黄晓明, 陆毅
半生缘1997-09-12饰演许叔惠 导演许鞍华 主演黎明, 吴倩莲, 梅艳芳
夜半歌声1995-07-22饰演韦青 导演于仁泰 主演张国荣, 吴倩莲, 刘琳
霸王别姬1993-01-01饰演醉汉 导演陈凯歌 主演张国荣, 巩俐, 张丰毅
音乐单曲
01.我想我是海
02.边走边唱
03.等等等等
04.冰点与沸点
05.橘子红了
06.睡在我上铺的兄弟
07.背影
08.石头
09.半生缘
10.蝴蝶结
11.你知道我爱你
12.此情此景
2015年12月23日，作为嘉宾出席了第30届中国电视剧飞天奖典礼。
影视奖项
2015-05 第21届上海电视节白玉兰奖最佳男主角奖 嘿，老头! (提名)
2011-03 第1届亚洲彩虹奖最佳男喜剧演员 婚姻保卫战 (获奖)
2004-08 第10届中国电影华表奖优秀男演员奖 三十八度 (提名)
1999-00 第7届中国电影表演艺术学会金凤凰奖学会奖 (获奖)
1996-08 第3届中国长春电影节最佳男配角奖 夜半歌声 (获奖)
其他奖项
2011 BQ红人榜“年度风尚艺术红人” (获奖)
2010 腾讯星光大典年度电视男演员(内地) (获奖)
2008 BQ红人榜获“年度甜蜜情侣” 与爱妻孙莉 (获奖)
1999 中央人民广播电台年度音乐最具潜质奖 (获奖)
1998 全国音乐电视大赛最佳新人奖 (获奖)
黄磊是一个特别幸运的演员，拍第一部戏就碰到了著名导演陈凯歌，而且在他的下一部电影《夜半歌声》中演对手戏的张国荣、吴倩莲、黎明等都是著名的港台演员。虽然演的是配角，但是依然很出彩。黄磊说，其实在进表演系之前他就觉得自己会红，但在他看来这只是过眼烟云，因为“一个人会走红，也会走黑”。(中国国际广播电台 评)
黄磊这个名字，在很长一段时间里堪称“文艺男青年”的代名词。他有两个非常文艺范的代表形象，一个是《人间四月天》里的民国浪漫诗人徐志摩，另一个是《我想我是海》MV里长发飘飘的忧郁男歌手——这首歌时不时就在大学校园里响起，诉说着那个为赋新词强说愁的年代 (搜狐娱乐评)。
黄磊全能暖爸也是人气奶爸
众所周知，黄磊作为国内为数不多“挺住”好男人，多才多艺且厨艺惊人。2014年6月带儿女多多参加湖南卫视《爸爸去哪儿》第二季的节目中，黄磊身兼数职，不仅与陆毅演绎了一把“基情四射”的戏码“矿工和他的妻子”，还在节目中修猪圈、秀厨艺，为姐姐揉面做起了“天坑披萨”，让其他明星奶爸佩服不已，也让现场工作人员流足了口水、大饱了口福。
被传“出轨”，湖南卫视发表声明否认
随着《爸爸去哪儿》的热播，5位星爸难免也会成为各类话题的人物。有人爆料称：“全能奶爸”在录制间隙与女编导偷情，消息一出，引来各方面的猜测。黄磊方面先是否认，接着网友们也纷纷指责称：一个爸爸带着女儿，在一个上百人的剧组中录制节目，到底是从哪来挤出来的时间偷情，再说了时间、空间都不是好机会吧!这简直是胡扯。
湖南卫视于2014年8月7日发布正式声明否认此事，并表示对于某微博及某些媒体制造的虚假新闻，将依法追究其法律责任，坚决维护《爸爸去哪儿》节目品牌和节目嘉宾的人身名誉。
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