1978年,各大艺术院校恢复招生,张小磊凭借出众的相貌和表演天赋,顺利考入了上海戏剧学院表演系,和吴冕、李建义以及“小白龙”扮演者王伯昭成为同班同学。对于这来之不易的学习机会,张小磊十分珍惜,大学四年专业课成绩一直名列前茅。
大二时,张小磊被上影厂的导演选中,参演了自己的第一部电影《燕归来》。男女主角是达式常和高英,她演“乌兰”一角,跟马晓伟是一对恋人,谁曾想到男友的父亲竟是造成母亲和自己不幸人生的“元凶”,最终为了子女的幸福,上一代选择化解仇恨。《燕归来》让张小磊在影坛崭露头角,大学期间还参演了好几部电影。