于小磊的演艺生涯始于2004年，当时她参演了由夏雨和周韵共同主演的都市爱情剧《爱上单眼皮男生》。在该剧中，她成功塑造了蒋易的地下女友余斤斤这一角色，其饰演的是一位性格强势、在感情中绝不屈服的人事部经理，由此正式开启了她的表演道路。在随后的工作花絮中可以看到，2005年，她参与了由著名导演李少红执导的长达252集的爱情连续剧《天地真情》。到了2006年，在于小磊在陈小春和袁咏仪领衔主演的温情连续剧《我家不打烊》中，饰演了男主角蔡田的好友晓巧，进一步展现了其表演的可塑性。2007年，她参演了李晨和张歆艺主演的革命题材剧《五月的鲜花》，在剧中扮演女主角谢雨的同学马琴。此后，她又出演了由曹利民主演的女性犯罪题材剧《红蜘蛛3》，并在同年与丛珊合作，主演了红色抗战剧《团委书记》，不断拓宽自己的戏路。2008年，在董志强执导的谍战剧《愤怒的天使》中，她挑战了坏到极致的表妹袁真一角，给观众留下了深刻印象。之后，在高力强执导的主旋律影片《凤凰涅盘》里，她饰演了留学西班牙归来、担任温州某鞋业集团总经理的赵永琪，这部影片以西班牙火烧温州鞋事件为故事背景，着力讴歌了中国民营企业在困境中力挽狂澜、勇于革新的精神。同年11月，她主演了家庭情感剧《你永远不会独行》。12月，其出演的惊悚悬疑剧《大营救》在天津杀青，她在剧中饰演了卧底成为富豪珠宝商太太的地下女政委王媛梅，角色层次丰富。《大营救》剧照显示，2009年，她在都市家庭生活剧《娘家的故事》中饰演了都市白领何小东。同年7月，她与江一燕主演的另类爱情电影《鱼不在水里》上映；9月，她在上海参演了都市生活剧《保姆与保安》，饰演富豪千金乐丽川；也是在这一年，她出演的爱情电影《爱有来生》（原名《银杏银杏》）和喜剧电影《我的唐朝兄弟》同时入围了第17届北京大学生电影节，她在这两部影片中分别诠释了落魄的青楼悲情女子和狂野性感的女屠夫鹦哥两个截然不同的角色，并凭借出色的表现入围了2009年度影坛十大新人，获得了业界的关注。2010年，她在娄建执导的民国悬疑谍战剧《金陵秘事》中，饰演了温婉而冷静的知性女子郑蓉蓉。同年12月，她在山西参与出演了抗日题材剧《夺宝》，饰演侵华战争战场上的日本女军官早川花子。2011年3月8日，她主演的电影《幸存日》（原名《决不放弃》）正式上映。3月，她在开拍的家庭情感喜剧《老蒲的春夏秋冬》中饰演了花店老板蒲春。10月，她再次出演《娘家的故事3》中的何小东一角。此外，在讲述抗战时期中国共产党领导下中国人民抗击日本侵略者掠夺我国矿产资源的电视剧《裂变》中，她饰演了智勇双全的女政委“赵思琴”。2013年，她在海顿自编自导自演的抗战剧《尖刀出鞘》中，饰演了中共地下党员秋雪。随后，在陈龙和韩雪主演的大型古装神话剧《聊斋传奇》中，她饰演了曲柔。2016年，她参演了都市情感励志剧《我是杜拉拉》，在剧中饰演大龄单身女青年王莉。在2018年至2019年期间，她先后出演了《当她恋爱时》、《如果，爱》和《下一站，别离》三部影视作品，保持了稳定的创作节奏。2020年，她主演的音乐电视剧《蜗牛与黄鹂鸟》播出，她在剧中饰演林雨眠。2021年4月8日，她参演的青春励志剧《良辰美景好时光》播出，在剧中饰演陆景的妈妈；6月17日，她出演的电视剧《变成你的那一天》与观众见面。同年9月2日，她主演的抗日谍战剧《代号·山豹》播出。进入2022年，她参演的电视剧《妻子的选择》播出；6月2日，她参演的时尚职场剧《买定离手我爱你》播出，在剧中饰演彩虹店长；8月10日，她参演的另一部电视剧《民国大侦探》也相继播出。2023年，她参演了由金晨和郭麒麟主演的律政剧《平凡之路》；同年1月，她参演了《飞驰人生》；8月27日，她出演的谍战剧《蜂巢》播出；12月21日，她出演的悬疑追凶剧《三大队》播出；12月29日，她出演的古装爱情剧《陌上人如玉》播出。2024年1月12日，她出演的古装悬疑爱情剧《花青歌》播出；2月28日，她出演的赛车题材都市喜剧《飞驰人生热爱篇》播出。根据已公布的信息，2025年5月9日，她参演的电视剧《我家的医生》将播出。5月16日，她参演的电影《楝树花开》将上映；9月25日，她参演的电视剧《围猎》也将播出。展望2026年，1月23日，她参演的电视剧《太平年》计划播出，显示其演艺事业持续向前发展。
二零零九年，一次偶然的机遇让于小磊接触到了赛车运动。当时，在几位热衷此道的朋友极力推荐与引荐下，她正式加入了玲珑轮胎女子赛车队，开启了与风竞速的全新旅程。关于赛车这项充满激情与挑战的运动，她由此从旁观者转变为亲历者，在赛道的轰鸣声中逐步探索属于自己的速度与方向。
二零一一年三月三十日晚，一场备受瞩目的公益盛典——2010年度公益中国颁奖晚会在北京隆重举行。在这场汇聚了社会各界爱心人士的活动中，知名演员于小磊女士受邀出席，并被正式授予公益中国爱心形象大使的荣誉称号。她将以这一身份，在未来更积极地投身于公益事业，借助自身的影响力传递爱心与正能量，号召更多人关注并参与社会公益行动。
在众多影迷的心目中，于小磊留给人们的直观印象往往是长发温婉、身材高挑、容貌秀丽且兼具成熟性感的气质，她周身所散发的独特风韵，深深契合了东方女性的典雅之美。作为一名地道的青岛姑娘，她的一举一动间常流露出知性优雅的气息，然而在那份温柔娴静的外表之下，她同样承袭了山东姑娘豪爽大气的本色：这位在日常生活中热爱飞驰的女子赛车高手，骨子里蕴藏着速度与激情的强烈碰撞，鲜活展现出一派“女版韩寒”般的飒爽风采。毕业于中央戏剧学院的于小磊，始终热衷于通过诠释各色不同的角色来持续挑战自我，以此磨砺并提升自身的演技实力。在《爱上单眼皮男生》、《娘家的故事》、《保姆与保安》等一系列都市题材影视作品里，她凭借精准而生动的演绎赢得了观众认可，更被媒体誉为“白领专业户”。此后，她不断寻求个性与演技的突破，致力于打破以往在《娘家》系列中所塑造的隐忍贤淑的传统家庭女性形象；尤其是在革命烽火剧《裂变》中，她成功饰演了有勇有谋、不畏牺牲的抗联女政委赵思琴，彻底扭转了往日柔弱的戏路，其精湛表现令众多粉丝与业内人士为之惊艳。早前，她因在电影《我的唐朝兄弟》中出演狂野性感的女屠夫鹦哥一角，开始在娱乐圈崭露头角。纵观其演艺生涯，于小磊以其出众的外形条件、婉约宜人的形象、脱俗清雅的气质以及扎实稳健的表演功底，持续受到诸多导演的青睐，并赢得了广大观众的衷心喜爱。