2010年11月，主演了作家六六联手导演杨阳打造的国内首部反映医患关系的《心术》。
2011年11月，搭档苏妙玲、张睿主演了快女微电影第九集《不死的清楚》之《曼陀罗》；随后，加盟了由张静初、刘德华主演的超感官迷情特工片《天机·富春山居图》；同年，参演了田蒙执导的“2011快女微电影”《敢不敢》第四部《果20的48小时》。
2012年1月，在管虎执导的抗战戏《火线三兄弟》中饰麻雷子，并与黄渤合作此剧；4月，参加了由佟大为领衔主演的女作家连谏小说改编的作品《门第》，张磊在剧中出演大周；5月，在都市轻喜剧《我家有个赵大咪》中饰雷阵雨，该剧改编自网络小说《我的房东叫别扭》，与赵子靓合作此剧；5月20日，主演了时尚偶像剧《华丽一族》，出演了一位引领时尚的设计师。
2013年3月，参演了庞好执导的国内首部80后二胎剧《双独家庭的奢侈品》，张磊在剧中饰演大智若愚的制片人严仁；10月，在俞灏明、潘时七主演的都市爱情剧《把爱带回家》扮演夏相濡。
