ในการแข่งขันวอลเลย์บอลไทยแลนด์ลีก ครั้งที่ 5 ประจำปี 2553 จิรายุซึ่งอยู่สังกัดทีมแชมป์ชากังราว-ทหารอากาศ ได้รับรางวัลนักกีฬายอดเยี่ยม สาขาทำคะแนนสูงสุด[8]

วันที่ 11 กรกฎาคม พ.ศ. 2555 ในการแข่งขันวอลเลย์บอลประชาชนชาย ก. ชิงชนะเลิศแห่งประเทศไทย ประจำปี 2555 จิรายุ รักษาแก้ว ได้มีส่วนช่วยให้ทีมทหารอากาศ-ทีเอ็มบี เป็นฝ่ายชนะทีมราชนาวี 3-0 เซต รวมถึงจิรายุ ยังได้รับรางวัลสตาร์ออฟเดอะแมตช์จากการแข่งขันนัดดังกล่าว[9] จากนั้น ในวันที่ 14 กรกฎาคม เขาได้มีส่วนช่วยทีมทหารอากาศ-ทีเอ็มบี เป็นฝ่ายชนะทีมมหาวิทยาลัยราชภัฏสวนดุสิต 3-0 เซต โดยสามารถเข้าสู่รอบชิงชนะเลิศได้สำเร็จ[10]

เดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2556 จิรายุ รักษาแก้ว เป็นผู้นำทีมวอลเลย์บอลชายทีมชาติไทยเข้าแข่งขันวอลเลย์บอลในกีฬามหาวิทยาลัยโลกฤดูร้อน 2013 ที่จัดขึ้น ณ เมืองคาซาน ประเทศรัสเซีย[11][12] ส่วนในเดือนตุลาคมของปีเดียวกันนี้ เขาเป็นผู้ทำคะแนนหลักให้แก่ทีมชาติไทยในการแข่งวอลเลย์บอลชายชิงแชมป์เอเชีย 2013 ที่จัดขึ้น ณ ดูไบ สหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ อย่างไรก็ตาม ทีมของเขาได้เป็นฝ่ายแพ้ทีมชาติญี่ปุ่นในรอบ 8 ทีมสุดท้าย[13]

จิรายุได้รับเลือกให้เป็นหนึ่งในนักวอลเลย์บอลทีมชาติไทยในการแข่งขันซีเกมส์ 2013 ที่จัดขึ้น ณ ประเทศพม่า[14] โดยมีเป้าหมายคือการป้องกันตำแหน่งแชมป์[15][16][17]