2006年9月2日，在中乙联赛第13轮比赛中，年仅14岁零10个月的前锋武磊代表上海东亚队在上海东亚3比5不敌丽江东巴的比赛中替补出场，创造中国足球职业联赛史上最年轻出场球员纪录。
2008年8月30日，在中甲联赛第15轮比赛中，武磊代表上海东亚队与青岛海利丰一役中攻入一球，当时年仅16岁零289天。他也成为了继曹赟定之后，中国职业足球联赛第二年轻的进球者。
2008年的中甲联赛，武磊打进了4个球，是上海东亚队内第二号射手。
2009年，在第十一届全国运动会中，武磊代表上海队打入4个球，为上海队夺得男子足球甲组冠军立下了汗马功劳。
2009年中甲联赛，武磊打进6球，是上海东亚队的队内最佳射手。
2012年，武磊在中甲联赛中攻入17个进球，帮助上海特莱士队冲超成功。
2013年3月8日，在中超首轮上海上港对阵北京国安的比赛中，武磊打入个人在中超的首粒进球。
2013年6月2日，在中超第12轮比赛中，上海上港以6-1大胜上海申鑫的比赛中，武磊上演帽子戏法并送上了2次助攻。
2013年8月17日，中超第21轮，上海上港客场对战天津泰达队，武磊再次完成独中三元的帽子戏法。帮助上海上港3:2战胜天津泰达队。
2013年9月27日，中超第26轮，武磊在37分钟内上演帽子戏法，帮助上海上港6-1大胜青岛中能。武磊一个赛季上演了三次帽子戏法，这在中国足球史上是史无前例的，武磊成为中国顶级联赛单赛季完成三次“帽子戏法”这一壮举的第一人。
2016年2月9日19点30分，2016年亚冠资格赛第3轮，凭借武磊（两球）及孔卡的进球，上海上港主场3-0击败泰超劲旅蒙通联，上赛季中超亚军亚冠首秀取得胜利，晋级本赛季的亚冠小组赛。2016年5月8日，2016赛季中超联赛第8轮的，石家庄永昌主场对阵上海上港。48分钟，蔡慧康中路带球分到左路，左路队员将球传至禁区，埃弗拉顶了一下，将球顶在了对方防守球员的身上，结果皮球反弹后，武磊机敏射门球进。这也是武磊职业生涯正式比赛的第100粒进球。
2016年5月21日，武磊与上海上港俱乐部完成续约。5月24日，亚冠联赛十六进八第二回合，武磊第91分钟补射绝杀，上海上港1比0战胜东京FC，凭借客场进球优势，进军亚冠八强。7月31日，中超联赛第20轮，广州富力3比3上海上港，第19分钟埃弗拉左路长传，武磊在大门后点推射得分，打进了个人在职业联赛（中超和中甲）里的第100球，并连续四个中超赛季实现联赛进球上双。第90分钟，武磊打进点球实现个人帽子戏法。
2017年6月21日，中国足协杯16进8的比赛，武磊补时救主，上海上港经过17轮点球大战，以16比15（点球比分15比14）战胜苏州东吴，杀入足协杯八强。7月22日，中超联赛第18轮，武磊梅开二度，帮助上港2比2战平恒大。
2018年3月3日，中超联赛首轮，上海上港主场以8-0战胜升班马大连一方，夺取双线4连胜。奥斯卡、武磊先后完成帽子戏法。3月18日，中超联赛第3轮，上海上港队客场以5比2战胜广州富力队。武磊在短短12分钟内上演帽子戏法，全场比赛上演大四喜。他的顶级联赛6次帽子戏法的纪录也追平了郝海东。他也是顶级联赛中，继胡志军、郝海东、邹捷、李金羽后，第五位上演大四喜的球员。82粒进球也让他紧追韩鹏（88球），排名中超历史进球榜第二。
2018年3月，英国《世界足球》杂志最新一期选出了全世界500名最重要的球员，武磊成为唯一上榜的中国球员，来自中超的球员有6人。
2018年8月11日，中超联赛第17轮，在上海上港主场与上海申花的比赛中，凭借武磊下半场第52分钟的世界波破门，最终帮助上港2-0获胜。这是武磊中超生涯的第89球，正式超越韩鹏，独占中超历史射手王。
2018年8月18日，中超联赛第19轮，上海上港客场3-2绝杀重庆斯威，迎来三连胜，武磊两射一传送绝杀。10月28日，中超第27轮，上海上港主场4比2力克山东鲁能，继续领跑。此役武磊梅开二度，其单季联赛进球达25个，同时完成中超百球里程碑。
2018年11月7日，中超联赛第29轮，上海上港队主场2-1战胜北京人和队，提前一轮夺得中超联赛冠军。武磊在下半场破门，打进个人本赛季第27球，超越李金羽的26球，创造了职业联赛历史上国内球员单赛季进球纪录。
2019年1月28日，西甲皇家西班牙人足球俱乐部官方宣布武磊加盟，是继张呈栋之后，第二位前往西甲联赛一线队的中国球员。2月3日，2018-19赛季西甲联赛第22轮，西班牙人客场2比2逼平比利亚雷亚尔，武磊替补登场完成首秀。
北京时间2019年2月10日，2018-19赛季西甲第23轮，西班牙人主场2-1逆转巴列卡诺，武磊上半场替补出场换下受伤的皮亚蒂，下半场制造扳平比分的点球。2月17日，西甲第24轮，西班牙人客场0比0战平瓦伦西亚，武磊首次代表西班牙人队首发出场。
2019年3月2日，2018-19赛季西甲第26轮，西班牙人主场3比1力克巴拉多利德。武磊首发出战84分钟，在比赛第65分钟单刀破门收获西甲处子球。这也是中国球员第一次在西甲赛场取得进球。
北京时间2019年3月9日，2018-19赛季西甲第27轮，西班牙人客场1-1毕尔巴鄂竞技，武磊连续4轮首发并助攻法昆多·费雷拉破门。北京时间4月25日，西班牙人在西甲第34轮中1-1战平塞尔塔，本场比赛重回首发的武磊凌空抽射破门，打入自己留洋生涯的第二粒进球。2019年5月，武磊进球送西班牙人进欧联。该赛季结束之后，武磊成功进行了左肩的手术。
北京时间2019年7月21日，西班牙人队在热身赛中以3-1战胜朗斯队，武磊伤愈复出替补登场制造点球。北京时间2019年8月16日3时，2019-20赛季欧联杯资格赛，西班牙人主场迎战卢塞恩。武磊入选西班牙人首发阵容。
北京时间2019年10月3日，在欧联杯小组赛第二轮中，西班牙人队远赴俄罗斯客场挑战莫斯科中央陆军，西班牙人队2-0战胜对手，武磊重回首发，并在第64分钟单刀球破门。
北京时间2019年11月24日，2019-2020赛季西甲联赛，西班牙人坐镇主场迎战赫塔菲。上半场，中国球员武磊垫射打进新赛季首粒联赛进球。
北京时间2020年1月5日，在西班牙人与巴萨的加泰德比中，武磊在第73分钟替补上场，在第88分钟破门。这粒进球帮助西班牙人在主场2-2绝平巴萨，而武磊个人也成为了历史上首位攻破巴萨球门的中国球员。赛后入围《世界体育报》评选的该轮西甲最佳阵容。
2004年，武磊在亚足联U14少年足球分区赛上打进6个球，帮助助中国队力压日本队和韩国队夺冠。
2009年11月，武磊在亚青赛预赛的5场比赛中攻入9球，成为中国U19国青队在此次比赛中的最佳射手。
2010年2月，武磊入选国足并参加在了在日本举办的东亚四强赛。2月14日，在东亚四强赛国足对阵香港的比赛中，武磊在下半场出场，完成了自己的国家队首秀。10月3日，在亚洲青年足球锦标赛上，武磊用两个进球和一个助攻帮助中国队3-1战胜沙特队。
2013年7月8日，中国足协公布了参加东亚四强赛的23人名单，武磊再次入选国家队。7月28日，武磊在东亚杯中国队对阵澳大利亚的比赛中，打进了自己在国家队的处子球。同年11月15日，在亚洲杯预选赛中国队主场与印度尼西亚队的比赛中，武磊打入他个人在国家队比赛中的第二粒进球，并帮助中国队1:0战胜印度尼西亚。
2014年9月4日，在中国队与科威特队进行的一场国际友谊赛中，武磊打入个人在国家队的第三粒进球。10月14日，在中国队对巴拉圭队的比赛中，武磊在上半场第18分钟破门，帮助中国队2-0战胜巴拉圭队。12月13日，在中国队与吉尔吉斯斯坦的热身赛中，武磊在比赛的第34分钟打入一球，帮助中国队以4-0战胜对手。
2016年3月29日，2018世界杯预选赛亚洲区40强小组赛最后一轮中，第88分钟，武磊接蒿俊闵妙传破门，帮助中国队2-0战胜卡塔尔队。
2017年9月5日，在2018世界杯预选赛亚洲区12强赛最后一轮比赛，国足客场2-1击败卡塔尔，武磊在第83分钟打入锁定胜局的一球，但最终国足无缘出线。
2017年11月29日晚，亚足联颁奖典礼举行，中国球员武磊无缘本年度亚洲足球先生，叙利亚球员赫里宾当选。
2018年5月26日，国际友谊赛中，国足凭借武磊在上半场第41分钟的进球，以1-0小胜缅甸，取得近8战的首场胜利。6月2日，国际热身赛中，国足做客曼谷面对泰国。武磊梅开二度，最终国足客场2-0战胜泰国，这是国足8年来首次热身赛客场取胜。10月16日，中国国家队在南京奥体中心体育场与叙利亚国家队进行的国际友谊赛中以2-0获胜。比赛第65分钟，郜林将武磊创造的点球射失第68分钟，武磊将于汉超创造的点球罚入。
2019年1月5日，中国男足国家队公布参加2019年亚洲杯23人名单，武磊入选。1月11日，亚洲杯C组第2轮国足迎战菲律宾。第39分钟，武磊为国足首开纪录，第65分钟，武磊世界波梅开二度。国足3-0战胜菲律宾。8月21日，为备战2022年卡塔尔世界杯亚洲区预选赛预赛阶段（四十强赛）的比赛，中国足协公布国家队35人集训名单，武磊入选。9月7日，国足公布世预赛首战24人名单，武磊入选。9月10日晚，2022年世界杯亚洲区预选赛40强赛比赛开打，第44分钟，武磊俯身头球破门，中国队客战5球大胜马尔代夫队。9月26日，中国之队官方公布国足新一期大名单，武磊入选。10月29日，中国足协公布了新一期中国男足集训大名单，武磊入选。
2019年10月10日世预赛40强赛中国队7-0大胜关岛队，比赛第16分钟，武磊禁区内小角度施射破门。11月14日，入选国足战叙利亚23人大名单。11月14日，世预赛40强赛对战叙利亚队，第29分钟，武磊凌空垫射。
▪ 2018 中超最佳射手 （获奖）
▪ 2018 中超最佳球员 （获奖）
▪ 2017 中超最佳本土射手 （获奖）
▪ 2017 中超最佳阵容 （获奖）
▪ 2016 中超最佳本土射手 （获奖）
▪ 2016 中超最佳11人阵 （获奖）
▪ 2014 中超最佳本土射手 （获奖）
▪ 2013 中超最有价值球员 （提名）
▪ 2013 中超最佳本土射手 （获奖）
▪ 2011 中甲最佳本土射手 （获奖）
▪ 2009 U19亚青赛预选赛小组最佳射手 （获奖）
▪ 2018 中国足球协会超级联赛冠军 （获奖）
▪ 2013 东亚四强赛亚军 （获奖）
▪ 2012 中甲联赛冠军 （获奖）
▪ 2010 东亚四强赛冠军 （获奖）
▪ 2009 全运会冠军 （获奖）
▪ 2007 中乙联赛冠军 （获奖）
▪ 2020 中国金球奖 （获奖）
▪ 2018 新华社中国十佳运动员 （获奖）
武磊的得分能力是先天具备的，他是一个有天赋的球员。（高洪波评）
崇明基地花了我3000多万人民币，一个武磊就能让我收回所有的投资，他就是中国的马拉多纳。（徐根宝评）
这个眼睛不大，身体瘦弱，总带着一脸笑容的小个子，在足球场上充满了灵气，他总是能够想办法将球送入对手的球门。（腾讯评）
我喜欢武磊，不仅是因为他的球技和成绩是今天中国足球唯一值得期待的一丝亮光，还因为他不染发、不纹身，说话不嚣张，低调中前进，更让人多了一份赞赏，今天的年轻人应该多一些这样的偶像。（主持人孟非评）
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