2002年9月，吴磊进入
上海电影译制厂，成为专职配音演员。随后，他参与了《
哈利·波特与密室》的配音工作，为片中的哈利·波特配音。2003年，该片获第九届
中国电影华表奖外国影片优秀译制奖。同年，他还参与了《爱有天意》的配音工作，该片获第十届中国电影华表奖外国影片优秀译制奖。2007年，吴磊参与了《秦时明月之百步飞剑》1-5集的配音工作，为其中的
卫庄配音，这部作品也成为他的代表作之一。
2011年，吴磊成为上海电影译制厂唯优学院的核心成员。2014年，他离开
上海电影译制厂，转向动漫游戏配音领域，从“配音”到“创造声音”。同年，他与
狄菲菲、赵乾共同创办了
上海领声文化传媒有限公司。2017年，他为手机游戏《
恋与制作人》男主角之一的华锐集团总裁
李泽言配音，次年为被称为“国漫第一年番”《斗罗大陆》中的唐昊配音。2019年，他担任纪录片《
未至之境》的中文旁白。同年，他受邀加盟综艺节目《声临其境》，该节目让更多配音演员从幕后走到台前，也让更多的观众关注到配音这个职业。2020年8月15日，由网易《大话西游》系列游戏改编的大型国产3D动画《
大话之少年游》在
bilibili、
爱奇艺、
腾讯控股、
优酷网等平台播出，他为该动画中的角色逆天魔配音。次年2月8日，动画片《
山河剑心》在中国大陆首播，他在该动画中为晏无师配音。2022年6月1日，由他担任配音的动画片《西行纪之重生篇》在中国大陆首播，他为该动画中的三眼神将配音。
吴磊出生后跟随父母生活在
湖北省武汉市。六岁起成为中国第一位因出演儿童剧获得“
中国戏剧奖·梅花表演奖”的国家一级演员——
张家昭老师的弟子。之后开始参加各项“故事大王”比赛并将“故事大王”的称号一直保持到小学毕业。进入初中后开始参加“红读”等各项朗诵比赛，继续拿下各项桂冠。初中毕业后进入
武汉市艺术学校正式接受专业表演训练。之后以专业考试第一的成绩考入
上海戏剧学院表演系。
2002年9月考入
上海电影译制厂，声音清新而富有磁性，入厂之后配了很多小生角色，受到业内外的广泛好评。
吴磊是2002年招入上译厂一批新人中第一个挑大梁的，他担当主要配音演员的《
哈利·波特与密室》《爱有天意》荣获第九和第十届
中国电影华表奖外国影片优秀译制奖。为祖国的美术片事业做出了诸多贡献。为诸多国产美术片配音，给予这些美术片声音的灵魂，实现了“配音带动美术片进步”的效果。
面对取得的成绩，戒骄戒躁，谦虚谨慎，以一颗踏实的心继续努力地实践着他的工作。在刚刚来到译制厂的那些日子里，总是赶在别人的前面到，在别人后面走。即使是只有一句话的台词的群杂角色，他也会反复念叨好多遍，才进棚实录。在配《
哈利·波特与密室》的时候，他把剧本背得滚瓜烂熟，每一句台词都在剧本上做好笔记，虚心接受
丁建华、
程玉珠等老演员的教诲。对自己艺术上的启蒙恩师
张家昭老师，更是敬爱有加。
在上译厂里，吴磊很有人缘。他几乎和全厂职工保持很好的业务交流关系。他总是热心地帮助同事，努力促进厂内同志的团结。继承了
上海电影译制厂的优良作风，他深深地感受到身为上译厂一员的光荣，深深地敬仰着这个具有多年光荣历史的团体。然而当提及个人时，他十分谦虚地说：“我置身于这个海洋中就显得很渺小了。”
吴磊善于观察角色的细微变化，能迅速进入角色，并能不断调整自己的状态以达到与原片的贴合。在导演的要求下，吴磊同样善于用自己多元的声音变化技巧塑造各式各样复杂的角色。生活中的吴磊是个谨慎细心的人，对自己热爱的事情总是勤勤恳恳、一丝不苟地努力完成。不断积累经验的吴磊如今也已成为了
上海电影译制厂的译制导演。由他译制导演的《
特工强档》《
里约大冒险》《
蝙蝠侠：黑暗骑士崛起》等影片，得到了专业人士的肯定和普通观众的喜爱。
2020年7月15日参与配音的动画片《恋与制作人》在日本首播；12月19日参加的
真人秀《
我是特优声》在中国大陆播出。