2005年自编自导自演电视剧《夜半歌声》，该剧讲述了20世纪30年代，话剧演员宋丹萍和好友陈天逸与童若凡之间爱恨情仇的故事。
2006年与袁泉、孙莉、何炅、谢娜、喻恩泰合作出演赖声川经典话剧《暗恋桃花源》，在剧中饰演江滨柳。2009年出演老舍经典作品改编的电视剧《四世同堂》，饰演祁瑞宣。
2010年与雷恪生、孙红雷等出演田沁鑫执导的话剧《四世同堂》，再次饰演祁瑞宣。同年出演赵宝刚执导的爱情伦理剧《婚姻保卫战》，饰演居家煮夫许小宁。
2011年与孙红雷、汪俊领衔主演赵宝刚执导的都市感情剧《男人帮》，饰演培训中心电脑老师罗书全。2012年执导首部电影短片《老男人历险记之“喘不上气”》。同年搭档陈数主演汪俊执导的都市情感剧《夫妻那些事》，饰演事业成功又疼老婆的好男人唐鹏。
2014年黄磊携女儿黄忆慈参加湖南卫视真人秀节目《爸爸去哪儿2》。同年出演麦兆辉、庄文强执导的犯罪剧情片《窃听风云3》，饰演陆国集团独立非执行董事万山。2015年与宋佳、李雪健主演的电视剧《嘿，老头!》于3月26日在北京卫视、东方卫视播出。同年担任何炅导演，李易峰和张慧雯主演的青春校园电影《栀子花开》的监制。
其实黄磊是一个特别幸运的演员，拍第一部戏就碰到了著名导演陈凯歌，而且演对手戏的张国荣、吴倩莲、黎明等都是著名的港台演员。虽然演的是配角，但是依然很出彩。黄磊说，其实在进表演系之前他就觉得自己会红，但在他看来这只是过眼烟云，因为“一个人会走红，也会走黑”。
