2000年，出演个人首部电视剧《非常公民》，从而进入演艺圈
2005年，在王志飞、秦沛、温兆伦等领衔主演的缉毒剧《无国界行动》中饰演福建省禁毒总队侦察科长邢浩；同年，与王刚合作中央电视台出品的电视剧《玉碎》，并在剧中首次饰演反派李穿石。
2006年7月，出演朱江华执导的爱情都市青春电影《爱情没有顺风车》，在片中饰演花店老板周大力。
2007年1月，参演革命战争剧《老柿子树》并饰演学生领袖李继光，3月，出演婚恋伦理剧《守候幸福》，在剧中饰演许中冕的儿子许伯洪，5月，参演故事生活剧《父辈的旗帜》饰演教师祝英杰；8月，与孙菲菲、叶璇合作的都市电视剧《叫一声妈妈》播出，在剧中饰演实习老师龚克。
2009年，与秦海璐合作抗战电视剧《松花江上》并饰演抗日英雄彭兴华；同年，与金玉婷合作都市参演爱情剧《谁能相倚》并饰演善良而细心的医生顾恩慈。
2010年11月，与李君峰合作的电影《虎头要塞之一封未发出的信》上映，在片中饰演劳工赵大林。
2011年，与夏雨合作历史民俗剧《杨柳青》播出，并在剧中饰演方家大儿子方佩仁；同年，与于荣光、朱泳腾合作军旅情感剧《牧马人》播出，并在剧中饰演知识青年陆志强。2012年12月，与傅淼合作年代励志电视剧《香水佳人》播出，在剧中饰演石岐镇县令的儿子陆长远。
2013年6月30日，参演工业题材电视连续剧《大路上》开机，在剧中饰演技术骨干徐光学。同年10月22日，与于震、安以轩合作年代爱情电视剧《边关烽火情》播出，在剧中饰演儒雅睿智地下党员何少怀。
2014年9月，与于毅、周扬合作抗日电视剧《绝地枪王》播出，并在剧中饰演抗联政委张玉成；同年10月，与刘烨、陈宝国合作近代历史剧《北平无战事》播出，在剧中饰演忠于党国的王副官。
2015年12月，与杜雨露、于晓光合作民族史诗剧《鄂尔多斯风暴》播出，在剧中饰演假王子桑杰。
2016年5月，出演的传奇抗战剧《绝地枪王2》播出，并在剧中饰演反派余本州；同年11月，与王笛、邱胜翊合作女子抗战题材电视连续剧《雪地娘子军》播出，在剧中饰演脾性火爆颇有心计的黄二虎。
2017年6月22日，与吴秀波、于和伟合作的三国历史题材古装电视剧《大军师司马懿之军师联盟》播出，在剧中饰演曹操的谋士郭嘉。
2017年12月20日主演电视剧《觉醒》在横店杀青，饰演童飞。
中国电视好演员奖
曹磊在《大军师司马懿之军师联盟》中，将郭嘉随性不羁性格表现的淋漓尽致，使人物形象既不很突出也没有淹没在众多三国人物中
曹磊有着出众的演技、阳光健康的外形，通过多年的演技磨练和经验积累走入了大众的视野，成为了当之无愧的实力派演员。从早期的作品《松花江上》、《北平无战事》到《绝地枪王》系列，曹磊参与了几十部影视作品的拍摄，这些作品角色类型多样，角色的身份和年龄跨度也相当之大，但曹磊总能把人物角色感觉拿捏的恰到好处，展现出不俗的演技功底
