盲选时以一首民谣歌曲《南山南》加入那英队; 那英组Battle战中,张磊与朱强合唱《车站》,战胜对手并进入第二轮,第二轮演唱《船》与孙伯纶进行对决,最终与孙伯纶共同晋级那英组四强、全国16强; 混战第一场8进5中,张磊与那英、孙伯纶、长宇、朗嘎拉姆合唱周杰伦的《烟花易冷》作为开场曲,之后演唱老狼的《虎口脱险》与李安进行PK,最终以47:4的票数战胜对手晋级全国十强; 冲刺夜10进5中,张磊演唱景岗山的《寂寞是因为思念谁》,综合得分获得94.6分,最终以本场排名第一名的成绩晋级全国五强; 总决赛中,张磊与48强学员合唱《我爱你中国》作为开场曲,在第一轮中与那英合唱歌曲《梦一场+南山南》,之后在第二轮中演唱李健的《异乡人》获得11773票并成为冠军候选人,在第三轮中演唱《旅行》与陈梓童进行PK,最终以58.53%的现场支持率战胜陈梓童而获得全国总决赛冠军。