2012年3月7日，与谭松韵合作主演的警匪片《民国警花》上映，在片中饰演极富正义感的土匪二代龙骁；随后，主演民国爱情片《后庭花》，在片中饰演劫富济贫的叛匪头领万重山；4月28日，在剧情片《猛虎嗅蔷薇》中饰演孟家养子小虎；12月，主演都市爱情剧《爱在一起》。
2013年1月，主演的时装商战剧《等你说爱我》播出，在剧中饰演外表冷酷、睿智精明的高寒 ；同年，参演杜淳、佟丽娅领衔主演的都市爱情剧《恋爱的那点事儿》。
2014年1月31日，与陈键锋、张馨予等众多艺人共同主演的古装神话剧《封神英雄榜》首播，在剧中饰演英姿煞爽、至情至信的将军高和 ；6月4日，在刘诗诗、吴奇隆领衔主演的古装喜剧《犀利仁师》中饰演弘文学院学生元芳 ；7月9日，与杨蓉、蒲巴甲联合主演的民国爱情剧《情定三生》首播，在剧中饰演重情重义的清风寨二当家摩达 ；9月7日，在古装爱情剧《美人制造》中饰演深情腹黑的突厥王子 。
2015年11月24日，与李彩桦、黑子合作主演年代情感剧《后妈的春天》首播，在剧中饰演私生子孙正龙 ；6月9日，出演由霍建华、赵丽颖领衔主演的古装仙侠剧《花千骨》，在剧中饰演蜀国大皇子孟玄聪 。2016年1月5日，与李健、乔乔合作主演的抗战剧《寒山令》，在剧中饰演吴家少爷吴闰官；随后，与严屹宽、斯琴高娃联合主演年代爱情剧《姐妹姐妹》播出，在剧中饰演黑帮老大周占雄的独子周景恒 ；10月19日，主演悬疑爱情剧《左眼诡事》，在剧中饰演功力高强的道法师青冥 ；同年，他还出演了龚朝晖执导的抗战剧《我不是特工》 。
2017年1月，与马可、付辛博合作主演玄幻穿越网络剧《寻找前世之旅》，在剧中饰演性格开放的李越 ；5月22日，主演的抗战剧《生死迷情》首播，剧中饰演缉私总署侦缉队队长唐景云 ；9月27日，主演校园奇幻剧《妖十戒》，在剧中饰演千年狐仙忘寒 。
2018年5月，主演剧情片《照相师》，在片中饰演聪明睿智、敢于创新的创业者蔡正雄 ；6月9日，与张鲁一、佟丽娅合作主演的抗战剧《爱国者》播出，在剧中饰演个性十足的侯啸天 。2019年，出演电视剧《心灵法医》 。
2020年，出演电影视《拳王2020》 《一号特工》
康磊身姿挺拔、五官精致、优雅谦逊而又成熟稳重 ，在电视剧《封神英雄榜》中，他凭借其俊朗帅气的外形和天然无需雕饰的演技受到了观众的关注 ；而在电视剧《爱国者》中，他用自身丰富的演技经验和对人物的解读诠释了侯啸天从狱霸到一名爱国者的复杂人生历程 （搜狐娱乐、腾讯娱乐评）。
康磊摄影师写真
康磊为人低调、敬业，无论是《花千骨》中谋夺皇位的孟玄聪，还是《左眼诡事》中的面冷心热的捉妖师青冥，亦或是《生死迷情》中的缉私队长唐景云，他都用扎实的演技将角色塑造的有血有肉 （网易娱乐评）。