2012年,张磊发布《已是两条路上的人》、《一朝芳草碧连天》等翻唱歌曲;同一年,参加浙江卫视《我爱记歌词》的节目录制,并现场演唱《爱如潮水》。
2014年12月份,张磊出席“丝路庭州音乐节”新闻发布会,并现场演唱了《妈妈》;同一年,参加在新疆昌吉举行的“丝路庭州音乐节”;同一年,张磊在酒吧唱歌的视频被别人放到了网上,之后被《中国好声音》的摄制组发现并联系上了他。
2015年2月7日,张磊举行“北疆巡演第一站”;同一年,张磊参加浙江卫视《中国好声音第四季》的比赛,盲选时以一首马頔的民谣歌曲《南山南》得到三位导师转身,加入那英队;同一年8月28日,浙江卫视播出的《中国好声音第四季》那英组Battle战中,张磊与朱强合唱《车站》,战胜对手并进入第二轮,第二轮演唱《船》与孙伯纶进行对决,最后与孙伯纶共同晋级那订蒸英组四强、全国16强;同一年8月份,与孙伯纶、长宇参加腾讯视频《约吧好声音》第七期的录制;同一年,推出个人民谣单曲《仙女山的月亮》;同项乎页年9月18日,浙江卫视播出的《中国好声音第四季》混战第一场8进5中,张磊与那英、孙伯纶、长宇、朗嘎拉姆合唱周杰伦的《烟花易冷》作为开场曲,之后演唱老狼的《虎口脱险》与李安进行PK,最后以47:4的票数战胜对手晋级全国十强;同一年9月份,与李安、李幸倪、陈梓童、孙伯纶参加腾讯视频《约吧好声音》第十期的录制;同一年9月30日,浙江卫视播出的《中国好声音第四季》鸟巢冲刺夜10进5中,张磊演唱景岗山的《寂寞是因为思念谁》,综合得分获得94.6分,最后以本场排名第一名的成绩篮笑戒谜晋级全国五强;同一年10月份,与谭轩辕、陈梓童、贝贝、李安一起参加腾讯视频《约吧好声音》第12期的录制;同一年10月7日,浙江卫视直播的《中国好声音第四季》总决赛中,张磊与48强学员合唱《我爱你中国》作为开场曲,在第一轮中与那英合唱歌曲《梦一场+南山南》,之后在第二轮艰地龙中演唱李健的《异乡人》获得11773票并成为冠军候选人,在第三轮中演唱《旅行》与陈梓童进行PK,最后以58.53%的现场支持率战胜陈梓童而获得全国总决赛冠军;同一年10月8日,出席在北京举行的《中国好声音第四季》毕业典礼,并接受十大音乐制作人老师颁发的毕业证书;同一年10月16日,浙江卫视播出的《中国好声音第四季》荣耀之战中,张磊演唱《南山南》与周深、李维进行PK,最后以团队总票数1143票战胜对手;同一年10月17日,出席在合肥举行的“华东第一届帐篷文化节暨环巢湖户外运动嘉年华活动”,并现场演唱了《虎口脱险》、《船》、《南山南》3首歌曲;同一年10月31日,助阵《中国好声音第五季》全国海选合肥赛区华邦专场,并现场演唱了《旅行》、《付院备虎口脱险》2首歌曲;同一年11月10日,参加“京东11.11“京”喜夜——大型竞歌晚会”,并现场演唱歌曲《原来你什么都不想要》;同一年11月份,为CCTV公益励志节目《极速少年》演唱主题曲《年少如风》,并被中央电视台少儿频道授予“中国青少年公益大使”奖牌;同一年11月19日,推出个人原创单曲《妈妈》,该歌曲由莫凡重新编曲;同一年12月份,参加央视综艺节目《我要上春晚》,演唱《异乡人》顺利晋照屑狼姜级《直通春晚》的舞台;同一年12月7日,推出个人单曲《一念天堂》,并作为同名电影的主题曲;同一年12月9日,推出个人单曲《一切都好》,并作为同名电影的主题曲;同一年12月12日,参加“瑞慈之夜中国好声音上海虹口演唱会”,并现场演唱了《妈妈》、《旅行》2首歌曲;同一年12月17日,推出与第四季好声音学员合唱的歌曲《造我梦想》;同一年12月27日,参加在深圳举行的2016QQ音乐“最好的时光”跨年演唱会,并现场演唱了《当你老了》、《妈妈》等歌曲;同一年12月29日,推出个人单曲《温故知心》,收录于《第四季好声音学员大碟—那英组》合辑中。
2016年1月份,张磊参加央视《直通春晚》的比赛,最后未能获得春晚邀请函;同一年2月份,推出个人单曲《别来无恙》的新春特别版本;同一年,和杜天皓、赵英俊、陈奕天合作主演爱情喜剧电影《猴年马月》,在片中扮演具有边缘文艺青年气质的男主角胡凡,这是辩船汽他的首部电影作品;同一年3月23日,凭借歌曲《一念天堂》获得“乐见·未来QQ音乐巅峰盛典”年度最佳影视金曲奖;同一年4月12日,推出首张个人音乐专辑《张磊的》,收录了包括《80还有后》、《切歌之王》等在内的10首歌曲;同一年4月15日,获得“第20届全球华语榜中榜颁奖典礼”年度新人奖;随后,为电影《那年青春我们正好》演唱片头曲《人生是一次热血的流浪》;同一年4月27日,为电视剧《柠檬初上》演唱插曲《相爱恨晚》;同一年5月13日,出席了由《芭莎男士》和凯迪拉克联袂举行的“以胆识驱动时代·商业新青年嘉年华颁奖盛典”,并获得年度最具商业潜力音乐人奖;随后,为电视剧《好先生》演唱片尾曲《路远》、为电视剧《女不强大天不容》演唱片头曲《伤心是留给回忆的糖》;同一年6月25日,在北京举行“张磊的漂泊日记”个人演唱会,这也是他出道来的首场个人演唱会;同一年7月份,为喜剧电影《发条城市》演唱主题曲《未了歌》;同一年7月30日,在成都华侨城大剧院举行个人音乐分享会;同一年8月11日,在新疆大剧院举行专辑《张磊的》歌友会;同一年,化名为“感觉自己萌萌哒”参加江苏卫视音乐挑战类真人秀节目《蒙面唱将猜猜猜》;同一年11月24日,推出个人民谣单曲《远方》;同一年12月份,获得“音乐先锋榜年度颁奖典礼”内地年度最佳先锋男歌手奖,而歌曲《后来你好吗》则获得内地年度十大先锋金曲奖;随后,为电视剧《放弃我 抓紧我》演唱插曲《暖人》。
2017年1月23日,张磊推出与蒋敦豪、马吟吟、李瑞轩等合唱的贺岁歌曲《大吉大利大鸡腿》;同一年4月20日,获得“第21届全球华语榜中榜暨亚洲影响力大典”Channel V传媒推荐艺人奖;同一年6月21日,获得“MusicRadio中国TOP排行榜颁奖盛典”年度校园人气奖;同一年6月28日,推出与蒋敦豪、吴莫愁、刘珂等合唱的歌曲《爱是永恒》;11月20日,获得热歌榜中榜音乐盛典全媒体推荐男歌手奖、热歌榜中榜推荐歌手奖;11月21日,推出个人单曲《碎片》。
2018年7月12日,张磊推出与蒋敦豪、马吟吟、李瑞轩等共同演唱的单曲《梦的方向》,并作为浙江卫视歌唱选秀节目《中国好声音2018》的加油歌。
2019年8月17日,张磊参加仙女山草原露营音乐季;12月18日,获得第2届亚洲红人盛典亚洲最佳男歌手奖。
张磊人物评价张磊的抒情腔比较明显(比如颤音、共鸣、滑音等),他在《南山南》的编曲上也做了相应的丰富,从声乐角度来讲,张磊的声音相对平衡和松弛,且泛音足够丰富。张磊的音色自带一种温暖的伤感,他在歌曲《车站》的开头一下子就让观众走进了离别的车站(腾讯评)。
张磊浑厚深沉的嗓音中又带有明显的沧桑感,是历经岁月磨砺后真实灵魂的自然倾诉与诚挚表达(凤凰网评)。张磊在中频音域里面的声音特别好听,在听的过程中会让人觉得每一句都不想落下,想不断反复听(汪峰评)。
张磊在舞台上,给人稳重的感觉,而这则源于他对于音乐、生活的成熟态度。张磊身着白色格子衬衣,配以卡其色休闲裤,尽显其熟男的魅力,而淡定、从容的微笑中则透露着他成熟、稳重的性格(新浪评)。