2006年12月3日，第三期“AKB48追加成員甄選”合格。2007年在《春のちょっとだけ全國ツアー》中作為大島優子的代役出道。2009年8月23日，被任命為新Team B隊長。同年12月26日，TBS系電視台播放的‘ランク王國歲末総力祭’的年間偶像寫真集銷售調查排名中、第一部個人寫真集《以上、柏木由紀でしたっ》獲得了第一名。2010年，主演電視劇《真假學園》。2011年，主演《AKB48紀錄片：未完待續》。2012年7月13日，舉辦首場個人solo LIVE“無論睡著醒著都是ゆきりんWorld”。2013年，主演電視劇《ミエリーノ柏木》。2014年10月24日，參演電視劇《黑服物語》。2016年7月25日，主演了舞台劇《馬路須加學園～Lost In The Super Market～》。2018年參演NHK大河劇《西郷どん》。
2009年3月25日，AKB48 TEAM B 夜公演的時候，發表公告，移藉進入WATANABE ENTERTAINMENT（渡邊娛樂）旗下的BISCUIT ENTERTAINMENT。4月，開始在日本TBS/JNN電視台系列放送的《ひるおび!》節目中擔任星期三星期四氣象播報員。同年9月末改為星期一、二。在6月開始進行7月8日正式發表第一屆總選舉排名第9名，進入選拔。Media組選拔成員進入。8月23日，AKB48“～AKB104 選抜“メンバー組閣祭り～”演唱會在日本武道館舉行，AKB48 Team 體制改組，被任命為新Team B隊長。 2010年5月21日新Team B 的B5 新公演始動初日正式就任。9月28日，第一部個人寫真集《以上、柏木由紀でしたっ》發售。12月26日，TBS系電視台播放的‘ランク王國歲末総力祭’的年間偶像寫真集銷售調查排名中、第一部個人寫真集《以上、柏木由紀でしたっ》獲得了第一位。12月31日，作為AKB48的一員在NHK“紅白歌合戰”節目登台。
2011年1月19日，所屬AKB48團內小組“フレンチキス”發行第二張單曲《if》，當中包含柏木由紀獨唱的歌曲《沈黙》，首周銷量67122ORICON第2名。1月22日，主演的《AKB48紀錄片：未完待續》在日本上映。5月11日，“フレンチキス”發行第三張單曲《カッコ悪いI love you!》，當中包括《 カッコ悪い I love you!》《 ぽっかり》《 君なら大丈夫》和《世界の涙》四首歌。其中《ぽっかり》是柏木由紀獨唱的歌曲。首周銷量112546ORICON第2名。6月9日，正式發表的AKB48單曲選拔總選舉《もガチです》獲得第三位。三度進入媒體組選拔成員。司會徳光和夫先生贈與“輝いた 柏の森の 雪姫が”川柳。2011年6月24日，日本“ORICON STYLE”第七屆“喜愛的天氣播音員/氣象預報士”排名獲得第3位。7月10日，主演電視劇《花樣少男少女2011》於日本首播。2011年9月20日，猜拳選拔中再次落敗，未能進入第24張單曲的選拔，是第八張單曲進入選拔後，第2次落選。11月22日，“フレンチキス”發行第4張單曲 《最初のメール》首周銷量133662，首次獲得ORICON第1名。
2013年1月2日，第一場個人“SOLO LIVE DVD&BD”《1st SOLO LIVE～無論睡著醒來都是yukirin World～》發售。1月11日，首次主演的電視劇《戀愛預知者：柏木》（ミエリーノ柏木）在東京系列開播。2月6日，首張個人單曲《ショートケーキ（shortcake）》發售，首周銷量104,799，公信榜第二。2月11日，主演電視劇《So Long!》日本首播。2013年4月6日，報名參選“AKB48 32th singal”選拔總選舉。從5月起歷時一個月的AKB48第五回（32th單曲）總選舉，6月8日結束柏木由紀以96905得票排名第四位。6月19日，第二場個人“SOLO LIVE DVD&BD”《2st SOLO LIVE~寢ても覚めてもゆきりんワールド～夢中にさせちゃうぞっ♡～》發售，首周銷量DVD7243/BD7227，DVD周排行第三，BD銷量奪得周冠。10月16日,第二張個人單曲《Birthday wedding》發售，首周銷量65376，公信榜第二。11月7日，於橫濱體育場舉辦第三場個人“SOLO LIVE”《柏木由紀 3rd SOLO LIVE 寢ても覚めてもゆきりんワールド～もっと夢中にさせちゃうぞっ～》，現場觀眾達到了“AKB48 SOLO LIVE”史上最多的一萬人。安可曲部分，與其同為“French Kiss”小分隊成員的倉持明日香、高城亞樹登台，這也是時隔10個月之後，三人小分隊首次合體進行演唱。
2014年2月6日，與加藤玲奈在香港出席冬粉握手會。2014年2月24日，AKB48集團大組閣中宣布留任Team B，並且兼任NMB48 Team N。3月19日，個人3rd solo演唱會“寢ても覚めてもゆきりんワールド 〜もっと夢中にさせちゃうぞっ〜”DVD發售。6月7日，AKB48第六回（37th單曲）總選舉柏木由紀以104,364的票數第三次獲得第3名，得票數為其自身史上最高。9月17日，AKB48 Group 猜拳大會2014 發表入選為第38張單曲選拔成員。2014年10月24日，參與電視劇《黑服物語》（朝日電視台）-第三主演 飾演 美樹。
2015年1月25日，於TOKYO DOME CITY HALL舉辦的“AKB48 重溫時間 最佳曲目1035 2015”第五天晚場演唱會上，披露了AKB48第39張單曲《Green Flash》的選拔成員，此張單曲由柏木由紀與小嶋陽菜共同擔任Center，是柏木加入AKB48後首次於A面曲中擔任Center。3月26日，AKB48單獨琦玉演唱會中，宣布NMB48 Team N兼任解除，並宣布兼任將於同年10月出道的NGT48。6月6日，AKB48第七回選拔總選舉在福岡舉行開票活動，柏木由紀以167,183的票數，獲得第2名。11月5日，AKB48的派生組合FRENCH KISS在埼玉Super Arena舉辦了最後的演唱會，至此結束了歷時5年的組合團體活動。演唱會的最後，柏木由紀表示回望這5年，從來沒有後悔過。
2016年4月開始solo形式的首次全國巡迴演唱會，這也是首次有AKB48現役成員召開solo巡迴。巡迴演唱會定於4月14日從她自身兼任的NGT48團體所屬地新瀉開始，在大阪、名古屋、東京和自己的家鄉鹿兒島召開全國5地共6場公演。6月18日，AKB48第八回選拔總選舉在新潟舉行開票活動，獲得第5名。6月20日，柏木由紀出演日美合作懸疑劇《CROW’S BLOOD》。7月25日，柏木由紀主演的舞台劇《馬路須加學園～Lost In The Super Market～》在東京赤坂ACT劇場進行了首場演出。10月29日，出演《夜店馬路須加學園》。12月31日，NHK紅白歌合戰 AKB48夢之紅白選拔 獲得第9名
2017年3月31日，第九回AKB48選拔總選舉在3月31日迎來了候選人報名最後一天，柏木由紀宣布不參加本次選舉。她在推特中表示：今年的總選舉，請允許我選擇不參加。經過了反覆考慮，也很苦惱。雖然不參加總選舉，但作為AKB48的一員我還將一如既往地繼續努力。8月27日晚，亞洲新歌榜2017年度盛典在北京舉行，女子偶像團體AKB48獲得2017年度最佳團體榮譽，柏木由紀上台發表感言：“大家好，我是AKB48柏木由紀，今天感謝新浪微博能夠給AKB48年度最佳團體獎的榮譽，非常感謝。”8月30日，日本少女組合AKB48成員渡邊麻友和柏木由紀現身在大阪舉行的“KANSAI COLLECTION 2017 AUTUMN&WINTER”，兩人攜手走秀。12月8日，於AKB48 12周年劇場公演上宣布新的組閣人事異動，宣布成為AKB48 Team B的隊員，繼續兼任NGT48。12月27日，柏木由紀和渡邊麻友共著的《まゆゆきりん「往復書簡」～一文字、一文字に想いを込めて～》一書出版。
2015-08-24真假學園5飾 Black (客串第2話)
2013-03-22福岡戀愛白書8飾 井上紗枝
