柳恽父柳世隆，南齐尚书令，左光禄大夫、侍中。兄柳惔，梁尚书左仆射。柳恽从小深受父、兄影响，勤奋好学，少有志向，才华出众，远近闻名。齐竟陵王萧子良闻其名识，请他在朝中当法曹行参军，并极赏识之。齐武帝时，官至太子洗马，后因父丧辞官回乡。
从齐武帝开始，萧齐宗室内部不断相互倾轧、残杀。齐和帝中兴元年(501年)，雍州(今湖北襄樊附近，刺史萧衍带兵进攻建康(今江苏南京)，柳恽“候谒石头(今南京)”，主动投诚，封为冠军将军、征东府司马。当时齐东昏侯还未投降，士兵还在苦战。柳恽陈书请求攻下石头时，先收图籍，宽大为怀，怃恤百姓。萧衍点头同意，让柳恽西上荆州(今湖北江陵县)迎接齐和帝萧宝融，并任命他为相国右司马。柳恽开端效忠萧梁王朝。
梁天监元年(502午)萧衍建立梁朝，柳恽为侍中，与仆射，著名史学家沈约等共同定新律。以后在朝中，历任散骑常侍、左民尚书，持节、都督、仁武将军、平越中郎将、广州(今广东广州)刺史。又“征为秘书监、领左军将军”。曾两次出任吴兴 (今浙江吴兴县)太守，“为政清静，人吏怀之。梁天监十六年 (517年)卒，享年53岁。赠侍中，中护军。