2017年1月3日，吴磊领衔主演的古装奇幻剧《奇星记之鲜衣怒马少年时》首播，他在剧中饰演了半人半魔的少年英雄展雄飞，该剧在收官时播放总量超13亿；随后，搭档林允主演改编自天蚕土豆同名小说的古装玄幻剧《斗破苍穹》，并在剧中饰演天资聪颖、毅力惊人的萧炎；2月3日，继续加盟真人秀节目《二十四小时第二季》；3月，加盟剧情片《影》；5月5日，以固定主持的身份加盟原创文化探秘类节目《七十二层奇楼》；9月30日，其主演的动作影片《极致追击》上映，他在片中饰演精通各种高端科技的天才少年唐叮当；同年，他还领衔主演探险题材剧《沙海》，并在剧中饰演探险关键人黎簇。
2018年，他主演了奇幻片《阿修罗》，并在片中一人分饰两角，分别饰演了人界牧羊少年如意和阿修罗王的洞察之头。
