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。