当时他的教练是高严兵。随后的4年，他入选北京射击二队，教练为陈世平。2001年，他晋升至北京射击一队，张英洲为他的教练。到2005年，张磊被张英洲的提拔下，成为国家射击队一员。在他还是北京队一员时，他曾赢得全国射击系统赛第二站的男子团体三姿步枪小项的冠军及取得男子个人团体三姿小项的亚军。晋身至国家队后，他两度与队友夺得男子团体团体三姿小项的锦标，并在2005年的赛季打破了全国纪录。2006年，张磊在全国射击系统赛同时夺得了男子团体气步枪与男子个人团体三姿两个小项的冠军。同年，他在克罗地亚的世界锦标赛