收到李渊即将起兵造反的密信，柴绍没有惊慌，反而有一丝窃喜。那是隋朝大业十三年的四月份。柴绍和妻子李夫人商议后，为了不引起朝廷怀疑，决定自己快马加鞭赶往晋阳，李夫人则继续留在长安。
大业十三年五月，李渊在晋阳起兵。他传檄天下，说自己率领的3万大军是“义兵”，目的是帮助隋炀帝清除叛军，维护天下安定。柴绍就是“义兵”队伍中的一员大将。
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柴绍老家山西临汾。柴家是官宦世家，柴绍是名将之后。柴绍的祖父柴烈是北周骠骑大将军、遂州刺史、梁州刺史，受封冠军县公。隋文帝统一天下，柴绍的父亲柴慎担任隋太子右内率。这个官职的品级是正四品，统领东宫内的禁军侍卫，和太子关系密切。隋炀帝继位后，柴慎受封钜鹿郡公。
柴绍受家庭影响，从小喜欢舞枪弄棒，身手矫捷，孔武有力。成年之后，被选为隋炀帝长子、元德太子的千牛备身，也就是太子身边的贴身侍卫。当时，唐国公李渊很看好年轻的柴绍，对这个小伙子欣赏有加。李渊决定将三女儿嫁给柴绍。柴家、李家长辈一商量，婚事就定下了。李渊称帝后，三女儿封为平阳公主。
古往今来，世家大族往往通过联姻的方式巩固家族势力，获取更大利益。李家和柴家，都是大族，他们两家联姻，强强联合，能够获得更大的政治利益。
李渊在晋阳决定起兵，便派人给身在长安的柴绍夫妇送去密信。柴绍接到密信后，与李夫人商议，如果两个人一起离开长安，可能会引起朝廷注意，走漏消息，必须有一个人留下。李夫人说，你去，我留下。她解释说：我一个妇人，平时出门少，认识我的人不多，战事一起，容易藏匿。柴绍点了点头，偷偷离开长安，连夜赶往晋阳。
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从长安到晋阳的路上，柴绍遇上了从河东赶来的李建成和李元吉兄弟。他们兄弟二人也是收到李渊的密信，便秘密赶往晋阳。三人会和后，李建成说：“父亲李渊发来的密信十分紧急，现在恐怕已经起兵了。消息传出，朝廷各路大军势必前来围剿，我们三人势单力薄，恐怕到不了晋阳就被官军抓住。还不如趁现在身份没有暴露，去投奔山贼，以保全性命。待局势明朗后，再作打算。”
李元吉没有主意，全凭李建成决定。
柴绍认为李建成的主意不妥。他说：“现在追兵紧急，我们应该赶紧逃亡，虽然路途辛苦，但是只要一路小心谨慎，一定能安然无恙。如果去投奔那些山贼，万一身份暴露，反而会被他们扣押，成为人质。那时候我们就被动了。”
李建成再三思考之后，认为柴绍说的有道理，便不再迁延耽搁，三个人径直赶往晋阳。
三人逃到山西境内的雀鼠谷时，得知李渊已经正式起兵。三人急忙赶往李渊大营。
见到李建成、李元吉、柴绍三人安全赶到，李渊很高兴。任命柴绍为右领军大都督府长史，兼领马军总管。这两个职务都很重要，掌握调派军队的权力，实权很大。可见李渊对柴绍十分信任。
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在霍邑之战中，李渊遇到了起兵以来的第一个对手宋老生。宋老生是隋朝一员虎将，生性勇猛，官至虎牙郎将。面对这块硬骨头，李渊谨小慎微，不希望起兵第一战就有闪失。两军对垒之时，李渊派柴绍秘密出营侦查宋老生的布防情况。柴绍回来向李渊及众将领报告说：“宋老生虽然勇猛过人，但只是匹夫之勇。我军进攻，宋老生必定出城迎战，我们可以利用宋老生的轻敌心态，一举击破。”
柴绍的报告让李渊及众将领信心满满。八月初三这天，“义军”攻到霍邑城下，宋老生果然出城迎战。“义军”信心倍增，一举击破宋老生，攻下了霍邑城。
李渊起兵是经过精心准备的，他麾下的军队是经过长期训练的正规军，战斗力十分强悍，农民起义军和他们不在一个层次上。加之李渊号令森严，军队凝聚力很强。
“义军”攻占霍邑之后，沿汾水南下，一路攻城略地，锐不可当。此时，隋朝已经处于风雨飘摇之中，内部分裂，外部叛乱四起，隋炀帝已经无力回天了。在这样的情况之下，李渊一鼓作气，挥师直扑长安。
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在此期间，柴绍一直身先士卒，每战必冲锋在前.最先登城破阵的都是他。在大破桑显和部时，柴绍出力最多。
桑显和是隋朝的虎牙狼将，李渊起兵之后，他协助屈突通镇守河东城，以阻挡李渊南下关中。
九月初，桑显和率数千名士卒乘夜袭击王长谐军，王长谐初战不利。王长谐也是李渊亲信，很早就跟随在李渊左右，李渊起兵时，他是“义军”的六位统军之一。见王长谐军告急，柴绍二话不说，与史大柰等人，率轻骑兵紧急救援。柴绍冲锋在前，带领部队从侧后方袭击桑显和军。桑显和大败，灰溜溜跑到了河东。
此战之后，长安门户大开。当年于十一月初九日，李渊率领的“义军”攻破长安城。
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当时，隋炀帝在东都洛阳，得知李渊叛乱的消息后，气得骂娘。但是，李渊并没有理会隋炀帝，他进入长安之后，就扶持隋元德太子杨昭的儿子杨侑为帝，遥尊隋炀帝为太上皇。
不久之后，隋炀帝死在了洛阳。消息传到长安，李渊自导自演了一出禅让大戏。在一帮文臣的安排之下，杨侑将皇位让给李渊。
李渊很开心，登上皇帝宝座，定国号为唐，年号武德。柴绍作为开国功臣，受封为左翊卫大将军。
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唐朝建立之后，各地武装势力纷纷割地称王，李唐王朝面临的任务是尽快消灭这些割据势力，统一全国。李渊作为皇帝，坐镇长安。李渊的儿子李世民在统一战争中发挥了重要作用。他率领大军征战四方。柴绍作为大将军，追随李世民，在历次战争中表现突出，为大唐统一全国立下了汗马功劳。被封为霍国公，任右骁卫大将军。
武德六年初，吐谷浑入侵唐朝芳州。唐朝的芳州下辖今天的甘肃的常芬县、恒香县、丹岭县，治所在常芬县。芳州刺史抵抗不力，逃到了松州，也就是今天四川省阿坝州松潘地区。吐谷浑在芳州抢劫人民，劫掠财物。柴绍临危受命，率军征剿吐谷浑。
当年六月，柴绍军进至岷州。也就是现在的甘肃岷县。柴绍大军初至，被吐谷浑军队围困在一处山谷中。吐谷浑大军从山上往山谷里射箭，唐朝士兵大惊失色，纷纷退却。柴绍临危不惧，气定神闲地坐在大帐中。史书记载，柴绍不慌不忙，竟然让弹起琵琶，又让两个美女在帐中起舞。吐谷浑士兵听闻音乐声，十分奇怪，纷纷驻足观望。柴绍见吐谷浑军戒备不严，便派遣一支劲旅，乘其无备，绕小道袭击吐谷浑。吐谷浑大军败，最终不得不归附唐朝。
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凌烟阁二十四功臣，无法绕过的历史事件是玄武门之变。他们或多或少，都与这件事有关系。但是，柴绍是个例外。武德九年，匈奴犯边，柴绍受命前往征讨。玄武门事变爆发时，柴绍不在京师。但是，这并不影响李世民对柴绍的信任。李世民控制局势后，通过李渊之口，封柴绍为右卫大将军。李世民继位后，大封功臣，柴绍实封一千二百户。
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初唐时期，唐朝一直受到突厥的侵袭。隋朝叛将梁师都占据陕西、甘肃一带，依托突厥的支持，称皇帝，国号梁，年号永隆。梁师都不尊唐朝国号，支持突厥劫掠唐朝边疆城镇。贞观二年，唐太宗决定剿灭梁国。他派柴绍和薛万均率大军向陕西、甘肃一带进军。梁师都向突厥求援。突厥派大军救援。柴绍部和突厥大军在朔方城遭遇。双方在朔方城外展开大战。唐军士气高涨，大破突厥。突厥撤入朔方城。柴绍乘机下令包围朔方，决定把梁师都和突厥兵困死在城中。
不久之后，梁师都和弟弟梁洛仁发生冲突，梁洛仁杀死梁师都，打开城门，向柴绍投降。梁国灭亡，大唐实现了全国统一。柴绍受封为华州刺史。
贞观三年十一月，突厥再次袭扰唐朝河西地区，李世民为了彻底解决突厥之患，派李靖为统领，柴绍、李道宗、李孝杰、薛万彻等率五路大军，共十万人向突厥猛扑。第二年，突厥大军被彻底击败，颉利可汗被俘虏。困扰唐朝的突厥之乱终于被彻底解决。
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贞观七年，李世民封柴绍为谯国公。贞观十二年，柴绍病重，李世民亲自前去探望。不久之后就去世了。李世民为表彰其功绩，追赠为荆州都督，谥号襄。
