2005年－2008年
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柏木因自小憧憬女子偶像组合，而想加入演艺界成为偶像艺人。2005年10月，柏木参与AKB48第1期甄选，翌日就被联络，并与母亲相谈。在前往东京接受最后阶段面试当天，因父亲赶到鹿儿岛机场并表示强烈反对，柏木因而未能成功到东京发展。2006年7月，参加“早安少女组。”Happy 8期甄选，并进入第三轮的25人名单，但最后落选。同年12月3日，继续报名AKB48第3期追加成员的甄选，最后合格，为12,828位报名者的20名合格者之一。12月9日，柏木在“AKB48 1st ANNIVERSARY LIVE 〜勢ぞろいだぜ!『A』『K』『B』!〜”中以Team B成员的身份初次向媒体露面。
2007年3月，鹿儿岛市立皇德寺中学校毕业后，虽父亲反对，但仍和母亲一起到东京。4月8日，第一次在AKB48剧场的“AKB48 Team B 1st Stage“青春女孩”公演”中初次以Team B成员身份登台表演。7月18日，柏木于单曲《BINGO!》首次成为正式选拔成员，得以演唱单曲，与渡边麻友、平嶋夏海一同成为Team B的初次单曲选拔成员，并在第8张单曲《樱花的花瓣们2008》再次进入选拔成员，并在之后的全部单曲都被选为选拔成员（猜拳大赛（日语：AKB48グループじゃんけん大会）单曲与2017、2018年的总选举单曲除外）。
2009年－2012年
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2009年3月25日，柏木于TEAM B夜公演时发表移籍至经纪公司渡边娱乐旗下的Biscuit Entertainment。4月，开始担任TBS电视台节目《Hiruobi!（日语：ひるおび!）》星期三及星期四的气象播报员；同年9月底，改为担任星期一及星期二气象播报员，当时年龄仅17岁又9个月。7月8日，“AKB第一届人气总选举”的投票结果为第9名，进入媒体组选拔成员，开始累积人气。8月23日，在“AKB104选拔成员组阁祭”夜公演中，柏木被任命担任Team B队长，并于2010年5月21日的B5公演第一天正式就任。9月28日，首本个人写真集《以上、柏木由纪でしたっ》发行，并于TBS电视台播放的《Rank王国（日语：ランク王国）》的年间偶像写真集排名中，以此本写真集获得了第一位。
2010年2月24日，首张个人写真DVD《以上、グアムから柏木由纪でしたっ》发行。6月9日，柏木于“AKB第二届人气总选举”中获得第8名，再次成为单曲主要演唱成员。6月28日，在Team B 5th Stage“剧场的女神”公演中宣布与Team A的仓持明日香、高城亚树组成AKB新子团“French Kiss”。
2011年6月9日，柏木在“AKB第三届人气总选举”中首度获得第3名，并获得极大关注。11月1日，为家乡鹿儿岛县代言观光活动[1][2]。
2012年6月6日，在“AKB第四届人气总选举”中再度获得第3名，人气稳固。7月14日，在其首场个人演唱会《1st个人LIVE~睡着或醒著的YUKIRIN世界~》中，公布将以个人身份出道，亦为第一个拥有个人演唱会的48集团成员。8月24日，《AKB48 in TOKYO DOME ～1830m的梦想～》演唱会第一天中，卸下Team B队长职务。10月6日，首个冠名的广播节目《柏木由纪的YUKIRIN TIME》开始播出。11月11日，正式发表成立AKB48成员史上首个个人唱片品牌“YukiRing”[3]。
2013年－2016年
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2013年1月11日，初次主演电视剧东京电视台《蜜爱莉诺柏木》。2月6日，正式透过个人唱片品牌“YukiRing”发行个人出道单曲《草莓蛋糕》[4]，并举行个人第二次演唱会《睡着或醒著的YUKIRIN世界～让你沉迷喔～（日语：2ndソロライブ 寝ても覚めてもゆきりんワールド 〜夢中にさせちゃうぞっ〜）》。
6月8日，于“AKB第五届人气总选举”拿下第4名，亦是Team B成员中最高名次者。10月16日，发行个人第二张单曲《Birthday wedding》，并首次尝试作词。11月7日，柏木于横滨体育馆举行第三次个人演场会《睡着或醒著都是YUKIRIN世界〜会让你更沉迷喔〜》，同时也达成AKB48 史上个人演唱会最大规模1万名观众入场观看的纪录。
2014年2月4日至5日，与加藤玲奈出席香港签名会及握手会。2月24日，柏木于“AKB48集团大组阁祭”中宣布留任Team B，并且兼任NMB48的Team N[5]。6月7日，于“AKB第六届人气总选举”中以104,364的票数第三度获得第3名，得票数破自己的纪录[6]。9月17日，于“AKB48 Group 猜拳大会2014”中发表入选为第38张单曲选拔成员[7]。
2015年1月25日，于TOKYO DOME CITY HALL举办的“AKB48 重温时间 最佳曲目1035 2015”第五天晚场演唱会上，发表了AKB48第39张单曲《Green Flash》的选拔成员，此张单曲由柏木由纪与第一期生小嶋阳菜共同担任center，是柏木加入AKB48后首次于A面曲中担任center[8]。3月26日，于AKB48单独琦玉演唱会中，宣布解除NMB48 Team N之兼任身份，并与原属Team K的北原里英加入同年10月出道的新姐妹团NGT48，两人除了担任新团NGT48的评审征选出新团成员，亦由北原出任NGT48队长。6月6日，柏木于“AKB第七届人气总选举”中以167,183的票数获个人最佳第2名，为AKB在初期成员相继毕业后最受瞩目的成员之一。同年，子团French Kiss因仓持明日香毕业离团加上成员因工作日程难以调整，而宣布在发行最后一张专辑后于11月5日于埼玉超级竞技场举行万人演唱会并正式解散[9]。
2016年4月至5月期间，在日本国内五个地方举行《柏木由纪1st Live Tour》巡回演唱会，演唱会共举行6场，成为首位AKB48在籍时举行个人巡回演唱会[10]。
6月18日，于新潟县立棒球场举办的“AKB48第45张单曲选拔总选举”中以92,110票获得第5名。7月25日至8月5日期间，参与舞台剧《马路须加学园 ～Lost In The SuperMarket～》演出，首次担任舞台剧主演[11]。
2017年－2020年
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2017年3月末的“AKB48第49张单曲选拔总选举”报名期中，柏木宣布不参选总选举，次年总选举也没有参加。
2018年，柏木倾向个人发展。1月22日及23日，一连两天在上海举办首场个人海外演唱会“YUKIRIN WORLD LIVE IN SHANGHAI 2018”。5月，首次参与公演制作，公演以研究生为对象，名为“偶像修业中♡”。6月13日，公布将出演NHK大河剧《西乡殿》，饰演西乡园一角。7月，宣布举办亚洲巡回演唱会“YUKIRIN WORLD LIVE IN ASIA 2018”。8月4日及5日，举办首场亚洲巡回演唱会上海站。10月12日、14日及16日，分别举办亚洲巡回演唱会重庆站、台北站及香港站[12]。12月，出演漫画改篇深夜剧《这份恋情有罪吗？》主角驹田多惠。
2019年4月17日，宣布NGT48兼任解除，于4月21日举办的NGT48 Team NIII公演后正式结束兼任。7月，再度参与公演制作，名为“我的夏天开始了”。7月19日，宣布将在东京及上海举办“YUKIRIN WORLD LIVE 2019”，分别于10月31日及11月1日在东京中野Sun Plaza举办东京场，11月9日在上海世博中心红厅举办上海场[13]。11月30日，在大阪城音乐厅举办的《Best Hit歌谣祭2019》节目中表示直到30岁前不会于AKB48中毕业。
2020年2月2日，开设了自己的YouTube频道，名为“YUKIRIN WORLD”[14]。9月27日，举行首场线上演唱会《睡着或醒著都是YUKIRIN世界〜 即使是线上也让你沉迷于梦中♡〜》[15]。12月27日，在新大谷饭店举行首场晚餐秀《睡着或醒著都是YUKIRIN世界〜即使是晚餐秀也让你沉迷于梦中♡〜》[16]。
2021年至今
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2021年1月19日，宣布柏木的唱片公司将从爱贝克思旗下品牌YukiRing移籍到国王唱片，并将于3月3日发行相隔7年5个月的新个人单曲《CAN YOU WALK WITH ME??》，跟以往不同的是，这次的单曲是由以推出异色偶像著称的演艺经纪公司WACK创办人渡边淳之介（日语：渡辺淳之介）担任制作人[17]。3月10日，开设官方YouTube频道为“柏木由纪 - YouTube Official Channel”。4月1日，增设自己的YouTube子频道“YUKIRIN Game Channel”。4月9日，在官方YouTube频道上宣布柏木将会加入WACK旗下的所有组合 （BiSH、BiS（日语：BiS）、EMPiRE、豆柴的大群（日语：豆柴の大群）、GO TO THE BEDS（日语：GO TO THE BEDS）、PARADISES（日语：PARADISES）、ASP（日语：ASP (アイドルグループ)）），参与所有组合的新曲，预计在8月31日发行[18]。柏木会以艺名“YUKI REYSOLE”参与WACK Group的活动 [19]。5月23日，在横滨PIA Arena MM（日语：ぴあアリーナMM）举行的“17LIVE presents AKB48 15th Anniversary LIVE AKB48单独演唱会～喜欢的话就说喜欢～”担任“演出”，负责该场演唱会表演曲目的编成[20]。
6月3日，柏木在东京电视台节目“可以见到主治医师的诊所（日语：主治医が見つかる診療所）”被诊断疑似患有脊髓栓系综合征和脊髓肿瘤，导致左手手指经常有麻痹的现象，她表示麻痹现象已持续一年，曾在不同的整形外科看过病，当时被诊断为腕隧道症候群[21][22]。她也在自己的YouTube频道上表示，未来工作和治疗会同时进行[23]。6月8日，为了进行骨髓空洞症的早期手术和治疗，需要休养一段时间，宣布原定在同月11日和12日参与的舞台“AKB48 THE AUDISHOW”休演，7月7日和8日的个人演唱会“睡着或醒著都是YUKIRIN世界”和预定在8月31日发行的与WACK旗下团体合作的单曲将会延期，在入院手术前所参与的工作都是被判断为不会对身体造成负担的[24][25]。6月25日，柏木接受了肿瘤摘除手术[26]。
7月7日，柏木被宣布成为AKB48第58张单曲《一切都成Rumor》的选拔成员，是团体中首位年龄超过30岁的选拔成员[27]。7月15日，在柏木自己30岁生日当天，发行相隔约9年3个月的新写真集“Experience”，并重启演艺活动[28][29]。11月26日及29日，举行早前被延期的个人演唱会“睡着或醒著都是YUKIRIN世界”。11月30日，发行与WACK旗下团体合作的单曲“柏木由纪なりのWACK(KASHiWACK)”[30]。12月27日，在TOKYO DOME CITY HALL举行“柏木由纪なりのWACK EXHiBiTiON and SELECT7”活动，活动包括Premium Live 和“VOTE!! WACK SELECT 7”选举开票，选举投票企划是WACK旗下7个组合的36位成员为对象，头7名的成员将会和柏木组成一个由柏木担任制作人的新组合[31]。
2022年3月23日，在官方YouTube频道宣布与“VOTE!! WACK SELECT 7”头7名成员组成的新组合名字是“SPY”（全称为“SELECT 7 plus YUKi”），并将于6月1日发行新单曲《对你的锁定狙击♡》（あなたを狙い撃ち♡）[32][33]。3月28日，宣布成为AKB48第59张单曲《是前男友》的选拔成员[34]。4月1日，播出约九年半的冠名广播节目《柏木由纪的YUKIRIN TIME》正式结束[35]。
2023年10月20日，在日本武道馆宣布将在2024年4月毕业[36]。
2024年3月13日，发行毕业单曲《美瞳Wink》。3月16日，在Pia Arena MM（日语：ぴあアリーナMM）举行毕业演唱会。4月30日，在AKB48剧场举行毕业公演，正式从AKB48毕业[37]，至此3期生18人全数毕业。