2002年，3岁的吴磊获邀接演了第一个广告《黄金搭档》，在短短两年内，吴磊接连演出多达50余部广告， 从而启发吴磊的表演天份。
2005年，在胡歌、何润东主演的电视剧《少年杨家将》中饰演小杨六郎。同年12月，参演电视剧《封神榜之凤鸣岐山》饰演“小哪吒”。
2006年，在孙协志、刘涛、吕良伟主演的电视剧《魔剑生死棋》中饰演官云宝。
2007年，在马雅舒、刘恺威主演的电视剧《顺娘》中饰演金水。
2008年，参演秦岚、林文龙、郑佩佩主演的电视剧《深宅》，饰演乔伟。
2009年，获导演尚敬赏识，提拔出演《家有》系列年度喜剧大作《家有外星人》主角角色，饰演唐不苦，《家有外星人》于2009年暑假期间首轮强势登陆多家卫视频道;参演苦情剧《娘妻》，饰演童年高耀宗;参演马雅舒、谢祖武主演的电视剧《谁知女人心》，饰演喜儿 ;主演电影《川川和洋洋》，饰演洋洋 。
2010年，主演电视剧版的《淘气包马小跳》，饰演马小跳 ，该剧在2011年第28届中国电视剧飞天奖荣获少儿电视剧二等奖;参演网络剧《乌托邦办公室》，饰演小木星 。
2011年，参演陈朱煌导演的电视剧《团圆》，饰演童年刘士文 ;主演电视剧《自古英雄出少年》，饰演“大丈夫”邵阳“ 。
2012年，主演电视剧《我的妈妈是天使》，饰演智障儿姜小强;参演电视剧《说好不流泪》，饰演冷天佑;在陈朱煌导演电视剧《娘心》中，分饰两角，分别扮演少年王天晟和王明辉(王天晟和彩霞的儿子) 。
2013年，参演张娜拉、谢祖武、寇世勋主演的电视剧《红轿子》饰演少年车文轩;参演电视剧《远得要命的爱情》，饰演孟响 ;参演电视剧《蓬莱八仙》，饰演少年曹国舅;参演于正版的《神雕侠侣》，饰演小杨过。
2014年，主演电视剧《琅琊榜》，饰演飞流 ;参演蒋劲夫、陆毅主演电视剧《秦时明月》饰演子婴;与张翰、古力娜扎主演《山海经之赤影传说》。
2015年2月参演网络剧《仙剑客栈》 ，饰演男一号李逍遥 ;同年4月录制湖南卫视《好好学吧》(周日至周四19:30播出 )担任守擂队长;6月1日参与《快乐大本营》18周年(2015年7月18日播出 )录制;6月27日参与录制《我们都爱笑》 ;7月4日录制《优酷全明星》 ;7月7日，主演周播剧《旋风少女》 首播，饰演胡亦枫;8月19日，再次参加《快乐大本营》节目录制(2015年9月6日播出 );8月25日，吴磊代言仙剑20周年《仙剑客栈》同名手游，该游戏9月1日正式开启不删档内测 ;8月30日，录制爱奇艺节目《大牌对王牌》，(2015年10月16日播出)9月19日，与胡歌合作出演的古装传奇剧《琅琊榜》播出，饰演梅长苏的侍卫飞流 ;9月20日，主演的中国和好莱坞合拍的3D电影《奇迹：追逐彩虹》正式开机 。
2015年12月，加盟“天天小兄弟”。
2009年，参与中央电视台大型电视公益节目《开学第一课》的录制。
2013年7月23日，出席由腾讯游戏频道 、腾讯微博、腾讯公益共同举办的“微爱汇聚 为爱拼搏——#给孩子送个玩具#公益项目发布会 。
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。
电影作品
2015 奇迹：追逐彩虹 -- --- --
2010 80后 少年明远 李芳芳 刘冬,黄明,史可
2009 川川和洋洋 洋洋 宋洋 王嘉堃,何音
2008 火线追凶之死亡地带 小虎 胡明凯,邓衍成 钟汉良,释小龙
2006 北魏传奇之宏图恨 拓跋恂 冷衫 夏雨,宁静
电视剧作品
2016 《奇星记之鲜衣怒马少年时》[3] ---- ---------- -------
2015 仙剑客栈[4] 李逍遥 ---- 刘帅良,刘骐,苑琼丹
2015-05 女医·明妃传 太子,朱见深,(客串) 李国立 刘诗诗,霍建华
2015 旋风少女 胡亦枫 成志超 杨洋,胡冰卿,陈翔,白敬亭
2015 琅琊榜 飞流 孔笙 胡歌,王凯,陈龙
2015 山海经之赤影传说 石佩佩 朱锐斌,扈耀之 张翰,古力娜扎
2015 秦时明月 子婴 李国立 蒋劲夫,陆毅
2014 远得要命的爱情 孟响 朱时茂 朴海镇,李菲儿
2014 魔法乐天树 丁乐天 欧阳奋强 ----
2014 家有外星人2 唐不苦 尚敬 孙兴,王一楠,陈曼媛,毛孩
2014 后妈的春天 小铁雄 陈朱煌 黑子,李彩桦
2014 蓬莱八仙 少年,曹国舅 黄健中 黄维德,李倩
2008 春去春又回 卖娃娃的小孩(客串) 李文 李宗翰,连凯
2014/12/3 神雕侠侣 小,杨过 李慧珠 陈晓,陈妍希
2013/9/28 红轿子 小车文轩 谢桐 张娜拉,寇世勋
2013/9/18 说好不流泪 冷天佑 乌兰那日松 景岗山,张庭
2013/6/18 娘心 少年,王天成,王明辉,王明辉 陈朱煌 马雅舒,任天野,宗峰岩
2013/2/19 胜利者 程毅 金鳌勋 霍政谚,蒋依依
2012/12/16 我的妈妈是天使 姜小强 余倩倩 梁又琳,崔若涵,赵锦焘
2012/7/12 奶奶再爱我一次 黄瀛生 陈朱煌 陆子艺,方周媛
2012/1/23 自古英雄出少年 邵扬,大丈夫 徐小明 释小龙,白静
2011/10/17 团圆 小,刘士文 陈朱煌 赵文瑄,俞小凡
2011/4/22 乌托邦办公室 木星男 高先明 张孝全,郑恺
2011/4/18 天涯赤子心 大宝 陈朱煌 孙天宇,陆子艺
2011/1/14 淘气包,马小跳 马小跳 李鸿禾 夏力薪,张世
2011/1/13 爱情有点蓝 毛毛 何丽萍 窦智孔,戴君竹
2010/6/18 风雨雕花楼 顾达新 马鲁剑 陈宝国,温峥嵘
2010/6/14 谁知女人心 富,喜儿 何丽萍 刘恺威,马雅舒
2009/12/4 娘妻 高耀宗 陈朱煌 刘恺威,张玉嬿
2009/9/16 难为女儿红 丁中信 何丽萍 何家劲,潘仪君
2009/7/2 家有外星人 唐不苦 尚敬 孙兴,王一楠,陈曼媛
2009/4/5 深宅 乔伟 赖水清 秦岚,林文龙
2009/2/4 新包青天 仁宗(太子) 刘立立 金超群,何家劲
2008/12/30 雪中红 顾志豪,/,顾志忠,(童年) 罗福 蓝燕
2008/12/6 船娘雯蔚 家杨 赖水清 潘仪君,邱心志
2008/9/1 妈妈为我嫁 洪佳辉,王凯诚(童年) 陈朱煌 刘雪华,郭珍霓
2008/7/14 生死谍恋 小志 林,龙 姚芊羽,萨日娜
2008/7/4 大珍珠 文昌 白韬 殷桃,保剑锋
2008/6/24 宁为女人 思辰 何丽萍 马雅舒,黄文豪
2008/6/19 富贵在天 承砚 汪群雅 叶童,倪齐民
2008/3/21 新还君明珠 小马骏 李惠民 孙兴,李宗
2007/10/4 顺娘 陈金水 何丽萍 刘雪华,马雅舒,岳跃
2007/8/8 魔剑生死棋 官云宝 李传锋 邵兵,刘涛
2007/6/26 媳妇的眼泪 小明辉 罗福 谢祖武,俞小
2006/9/26 少年杨家将 小,杨六郎 李国立 胡歌
2006/9/6 黄飞鸿五大弟子 黄立维 白韬 张晨光,莫少聪,唐国强,刘涛
2006/7/12 陈赓大将 知非 叶大鹰 侯勇
2006/3/28 长恨歌 毛毛 丁黑 黄奕,张可颐
2006/2/25 封神榜之凤鸣岐山 小哪吒 韩延 范冰冰,马景涛
综艺节目
2016 二十四小时
2015 《快乐大本营》 湖南卫视
2015 《好好学吧》 湖南卫视打造的趣味代际对抗益智节目
2015-01-23 《天天向上》 中华文明之美,《截发筵宾》
2012-10-13 《知根知底》 吴姓,嘉宾
2011-11-04 《天天向上》 90后青春,力量
2011-07-17 《成长在线》 吴磊个人专访
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▪ 2016-01 2015新浪微博之夜 年度实力新人(获奖)
▪ 2015-12 国剧盛典最具潜质演员 (获奖)
▪ 2011-08 第28届 中国电视剧飞天奖少儿电视剧二等奖 淘气包马小跳 (获奖)
