1995年张志磊被沈丘县体育教练李国峰选中，成为专业划船运动员。1998年，张志磊开始接受拳击训练。2001年张志磊代表河南省参加在第九届全国运动会，获拳击项目91公斤以上级季军。2003张志磊在全国拳击锦标赛91公斤以上级比赛中获该项冠军。2006年张志磊参加全国拳击精英赛暨第15届亚运会选拔赛，获得91公斤以上级冠军。2014年张志磊与美国王朝拳击推广公司签约，正式宣布进军职业拳坛。2017年在“助力打赢脱贫攻坚战”WBO&CPBA重量级洲际拳王争霸赛中，张志磊在第一回合KO对手，赢得了WBO东方金腰带。2023年4月16日，张志磊在比赛第六回合击倒英国拳手乔伊斯，赢得WBO重量级过渡拳王头衔，也成为了正式拳王乌西克的法定挑战者。