2015年，吳磊憑借古裝劇《瑯琊榜》中“小飛流”一角榮獲國劇盛典最具潛質演員獎，并由此受到觀眾的廣泛關注。

2016年，主演電影《大鬧東?！泛汀栋⑿蘖_》。2017年，主演古裝玄幻劇《斗破蒼穹》;同年，主演探險題材劇《沙海》。

2018年，在張藝謀執(zhí)導的電影《影》中出演少年楊平一角 。2019年，入選2019福布斯中國100名人榜 。2020年，參演都市家庭生活劇《什剎?！?，并出任“中國帆船帆板運動推廣大使” 。

2021年3月，主演古裝偶像劇《長歌行》 ;7月，主演的青春電影《盛夏未來》上映 ;10月主演電影《我和我的父輩》飾演馬乘風 ，總票房超12億 ;2022年，主演古裝家庭題材劇《星漢燦爛·月升滄?！?。

2023年1月24日，參加“奮進新征程——2023中國網絡視聽年度盛典”，表演音樂情景秀《望星空》。3月27日，搭檔周雨彤領銜主演的都市情感劇《愛情而已》播出，在劇中飾演運動員宋三川 ;4月4日，北影節(jié)官宣邀請吳磊擔任青年宣傳推廣大使 ;4月12日，出演的北影節(jié)主題短片上線 ;8月2日，主演的動作武俠電影《入型入格》官宣開機 ;8月18日，參演的電影《學爸》上映 ;8月28日，參演的節(jié)目《騎有此理》開播 ;9月9日，主演的電影《不虛此行》上映 ;9月21日，官宣擔任騰訊亞運報道助威官 ;12月，獲得2023騰訊視頻星光大賞年度卓越藝人榮譽 。