2006年，吴磊参演的古装剧《少年杨家将》播出，他在剧中饰演了幼年时期的杨六郎。
2007年，吴磊出演的神话剧《封神榜之凤鸣岐山》在中央八套播出，他在剧中饰演了小哪吒。
2008年，参演魔幻武侠剧《魔剑生死棋》；10月，参演民国情感剧《顺娘》。
2009年，在年代悬疑情感剧《深宅》中饰演富家少爷乔伟；7月，主演了科幻情景喜剧《家有外星人》，并在剧中饰演淘气、活泼却又不乏沉稳与早熟的唐不苦；11月，在民国年代剧《娘妻》中饰演童年时期的高耀宗；同年，他还主演家庭片《川川和洋洋》，并在片中饰演洋洋。
2010年，在民国爱情剧《谁知女人心》中饰演喜儿。2011年，吴磊主演了真人版儿童情景剧《淘气包马小跳》，并在剧中饰演聪明与机智的马小跳；10月17日，在家庭伦理剧《团圆》中饰演童年刘士文；同年，他还出演了科幻剧《乌托邦办公室》。
2012年，吴磊主演的武侠剧《自古英雄出少年》首播，他在剧中饰演了官家子弟邵扬。
2013年，其主演的科幻家庭剧《我的妈妈是天使》播出，他在剧中饰演了智障儿姜小强；6月，吴磊参演的家族悬疑剧《娘心》首播，他在剧中饰演一人分饰两角，分别饰演了少年天成和王明辉；随后，参演古装神话剧《蓬莱八仙》；9月，在情感剧《说好不流泪》中饰演冷天佑；同年，他还参演了爱情剧《红轿子》。
2014年，在古装武侠剧《神雕侠侣》中饰演少年时期的杨过。
2015年，作为固定嘉宾加盟趣味代际对抗益智节目《好好学吧》，他在节目中担任守擂队长；6月16日，其主演的古装跨次元互动网剧《仙剑客栈》在优酷首播，吴磊在剧中饰演了余杭镇资深店小二李逍遥；7月7日，与胡冰卿、杨洋合作主演了青春励志剧《旋风少女》，并在剧中饰演平时样子懒散、实则深藏不露的松柏道馆的师兄胡亦枫；9月19日，与胡歌、刘涛、王凯等人共同出演的古装谋权剧《琅琊榜》播出，其在剧中饰演心智不全但武功奇高的护卫飞流，吴磊还凭借该剧获得爱奇艺之夜最受欢迎新人及国剧盛典最具潜质演员奖；随后，他还搭档陈乔恩主演魔幻3D电影《奇迹：追逐彩虹》；11月29日，吴磊参演的古装武侠剧《秦时明月》首播，其在剧中饰演秦末代皇帝子婴。
2016年，以固定嘉宾的身份加盟真人秀节目《二十四小时第一季》；3月1日，与朴海镇、李菲儿合作主演的都市爱情偶像剧《远得要命的爱情》首播，他在剧中饰演单亲少年孟响；3月20日，与张翰、古力娜扎共同出演的电视剧《山海经之赤影传说》播出，他在剧中饰演了活泼调皮鬼点子的土豪神仙石佩佩；随后，主演3D喜剧电影《大闹东海》；7月20日，继续主演青春励志剧《旋风少女第二季》。
2017年，吴磊领衔主演的古装奇幻剧《奇星记之鲜衣怒马少年时》首播，他在剧中饰演了半人半魔的少年英雄展雄飞，该剧在收官时播放总量超13亿；随后，搭档林允主演改编自天蚕土豆同名小说的古装玄幻剧《斗破苍穹》，并在剧中饰演天资聪颖、毅力惊人的萧炎；2月3日，继续加盟真人秀节目《二十四小时第二季》；3月，加盟剧情片《影》；5月5日，以固定主持的身份加盟原创文化探秘类节目《七十二层奇楼》；9月30日，其主演的动作片《极致追击》上映，他在片中饰演精通各种高端科技的天才少年唐叮当；同年，他还领衔主演探险题材剧《沙海》，并在剧中饰演探险关键人黎簇。
2018年，他主演了奇幻片《阿修罗》，并在片中一人分饰两角，分别饰演了人界牧羊少年如意和阿修罗王的洞察之头；7月，参演的季播剧《沙海》播出，腾讯视频累计网络播放量突破50亿；9月，参演的电视剧《斗破苍穹》网台同播，截止收官全网播放量突破47.8亿；同年，参演张艺谋执导的电影《影》上映，吴磊在片中出演少年武将杨平。
2019年，2019年中央广播电视总台春节联欢晚会，吴磊与秦岚、江疏影、景甜、王俊凯、王源、易烊千玺演唱歌曲《我们都是追梦人》；5月，与鹿晗、代露娃、刘帅良等合作主演的超级网剧《穿越火线》在深圳开机。2019年，出演古装神话剧《山海经之上古密约》；同年，主演电影《宠爱》，饰演陈乐云。
2020年，在2020年中央广播电视总台春节联欢晚会上与贾冰、秦岚、张若昀、沙溢表演小品《风雪饺子情》；4月，主演家庭都市剧《嗨，什刹海》。9月30日，参加2020央视国庆晚会《“中国梦·祖国颂”——2020国庆特别节目》，与关晓彤合唱歌曲《微微》。
长歌行2020 饰演阿史那隼 导演朱锐斌 主演迪丽热巴
穿越火线 2020-07-20 饰演路小北 导演许宏宇 主演鹿晗、代露娃
什刹海 2020-07-10 饰演项东 导演付宁 主演关晓彤、刘佩琦
上古密约 2020-02-09 饰演百里鸿烁 导演扈耀之 主演宋祖儿、王俊凯
斗破苍穹2018-09-03 饰演萧炎 导演于荣光 主演林允、辛芷蕾、陈楚河
沙海2018-07-20 饰演黎簇 导演毛鲲宇 主演杨蓉、秦昊
奇星记之鲜衣怒马少年时2017-01-03 饰演展雄飞 导演黄祖权 主演陈翔、郝邵文、郑合惠子
旋风少女第二季2016-07-20 饰演胡亦枫 导演成志超 主演池昌旭、安悦溪、陈翔、谭松韵、郭俊辰
山海经之赤影传说2016-03-20 饰演石佩佩 导演朱锐斌、扈耀之 主演张翰、古力娜扎
远得要命的爱情2016-03-01 饰演孟响 导演朱时茂 主演朴海镇、李菲儿
女医·明妃传2016-02-13 饰演朱见深 导演李国立 主演刘诗诗、霍建华、黄轩
秦时明月2015-11-29 饰演子婴 导演李国立 主演蒋劲夫、胡冰卿
琅琊榜2015-09-19 饰演飞流 导演孔笙 主演胡歌
旋风少女2015-07-07 饰演胡亦枫 导演成志超 主演胡冰卿、杨洋、陈翔、白敬亭
仙剑客栈2015-06-16 饰演李逍遥 导演探花 主演孙雪宁、徐悦
神雕侠侣2014-12-03 饰演小杨过 导演李慧珠 主演陈晓、陈妍希
后妈的春天2014-11-24 饰演小铁雄 导演陈朱煌 主演黑子、李彩桦
家有外星人22014 饰演唐不苦 导演尚敬 主演孙兴、王一楠、陈曼媛、郑恺、毛孩
蓬莱八仙2014 饰演少年曹国舅 导演黄健中 主演黄维德、李倩
红轿子2013-09-28 饰演小车文轩 导演谢桐 主演张娜拉、寇世勋
说好不流泪2013-09-18 饰演冷天佑 导演乌兰那日松 主演景岗山、张庭
娘心2013-06-18 饰演少年王天成（王明辉） 导演陈朱煌 主演马雅舒、任天野、宗峰岩
怒海情仇2013-02-19 饰演程毅 导演金鳌勋 主演霍政谚、蒋依依
我的妈妈是天使2012-12-16 饰演姜小强 导演余倩倩 主演梁又琳、崔若涵、赵锦焘
奶奶再爱我一次2012-07-12 饰演黄瀛生 导演陈朱煌 主演陆子艺、方周媛
自古英雄出少年2012-01-23 饰演邵扬 导演徐小明 主演释小龙、白静
后宫2011-11-06 饰演小汪直 导演黄建勋 主演安以轩、冯绍峰
团圆2011-10-17 饰演小刘士文 导演陈朱煌 主演赵文瑄、俞小凡
乌托邦办公室2011-04-22 饰演木星男 导演高先明 主演张孝全、郑恺
天涯赤子心2011-04-18 饰演大宝 导演陈朱煌 主演孙天宇、陆子艺
淘气包马小跳2011-01-14 饰演马小跳 导演李鸿禾 主演夏力薪、张世
爱情有点蓝2011-01-13 饰演毛毛 导演何丽萍 主演窦智孔、戴君竹
风雨雕花楼2010-06-18 饰演顾达新 导演马鲁剑 主演陈宝国、温峥嵘
谁知女人心2010-06-14 饰演富喜儿 导演何丽萍 主演刘恺威、马雅舒
娘妻2009-12-04 饰演高耀宗 导演陈朱煌 主演刘恺威、张玉嬿
难为女儿红2009-09-16 饰演丁中信 导演何丽萍 主演何家劲、潘仪君
家有外星人2009-07-02 饰演唐不苦 导演尚敬 主演孙兴、王一楠、陈曼媛、郑恺
深宅2009-04-05 饰演乔伟 导演赖水清 主演秦岚、林文龙
新包青天2009-02-04 饰演仁宗（太子） 导演刘立立 主演金超群、何家劲
春去春又回2008-12-30 饰演卖娃娃的小孩（客串） 导演李文 主演李宗翰、连凯
雪中红2008-12-30 饰演顾志豪/顾志忠（童年） 导演罗福 主演蓝燕
船娘雯蔚2008-12-06 饰演家杨 导演赖水清 主演潘仪君、邱心志
妈妈为我嫁2008-09-01 饰演洪佳辉/王凯诚（童年） 导演陈朱煌 主演刘雪华、郭珍霓
生死谍恋2008-07-14 饰演小志 导演林 龙 主演姚芊羽、萨日娜
大珍珠2008-07-04 饰演文昌 导演白韬 主演殷桃、保剑锋
宁为女人2008-06-24 饰演思辰 导演何丽萍 主演马雅舒、黄文豪
富贵在天2008-06-19 饰演承砚 导演汪群雅 主演叶童、倪齐民
新还君明珠2008-03-21 饰演小马骏 导演李惠民 主演孙兴、李宗
顺娘2007-10-04 饰演陈金水 导演何丽萍 主演刘雪华、马雅舒、岳跃
魔剑生死棋2007-08-08 饰演官云宝 导演李传锋 主演邵兵、刘涛
宠爱2019-12-31 饰演陈乐云 导演杨子 主演于和伟、张子枫、钟汉良、杨子姗
奇迹：追逐彩虹2019-4-5 饰演小程 导演索尔·鲁宾克、麦咏麟 主演陈乔恩、薇洛·西尔德斯
影2018-09-30 饰演杨平 导演张艺谋 主演邓超、孙俪
阿修罗2018-7-13 饰演如意/阿修罗王的洞察之头 导演张鹏 主演梁家辉、刘嘉玲、张艺上
大闹东海2018 饰演哪吒 导演刘镇伟 主演张丰毅
极致追击2017-09-30 饰演叮当（Ding Dong） 导演查尔斯·马丁 主演奥兰多·布鲁姆、任达华、昆凌
80后2010-06-25 饰演少年明远 导演李芳芳 主演刘冬、黄明、史可
川川和洋洋2009-11-24 饰演阳阳 导演宋洋 主演王嘉堃、何音
火线追凶之死亡地带2009-07-02 饰演小虎 导演胡明凯、邓衍成 主演钟汉良、释小龙
北魏传奇之宏图恨2006-05-01 饰演拓跋恂 导演冷衫 主演夏雨、宁静
2019-01-20 2018-2019中国文娱金数据发布盛典年度网剧播放量贡献男艺人 （获奖）
2019-01-13 2018阅文超级IP风云盛典超级IP人气之星 （获奖）
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2019-08-20 2019福布斯中国名人榜第29名 （获奖）
2020-8 2020福布斯中国名人榜排名第47位 （获奖）
吴磊个人形象阳光健康、积极向上，在多部影视剧中塑造多个不同的角色形象，在演艺生涯上依靠影视剧和综艺收获观众（网易娱乐评）。
吴磊6岁进入演艺圈，多年来精湛的演技和低调的行事作风让他赢得了圈内外的一致好评。除了演技得到前辈们的肯定，吴磊在综艺中的表现也让有过两次合作的艺人也赞不绝口（新浪网评）。
从《封神榜》中灵气可爱的小哪吒，《淘气包马小跳》中调皮机灵的马小跳，到《琅琊榜》中的忠心耿耿的小飞流，《秦时明月》中忍辱负重的子婴，吴磊将一个个人物演绎的恰到好处，每一个角色都充满灵气。童星出身的他已出演过近60部作品，从小到大不仅有着帅气的外表，而且塑造了很多经典形象，将各种情感驾驭精准（凤凰网评）。
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