1995年，14岁的柴崎幸被星探发掘入行，随即参与不少电视节目和广告的演出。

1998年，柴崎幸首次踏入演艺圈，出演了TBS电视台推出的《俱乐部6》，后来又在1999年播出的《日本恐怖童话六部曲》中获得了一个角色。

2001年10月20日，主演电影《GO!大暴走》在日本首映。

2003年，出演日本导演盐田明彦拍摄电影《黄泉路》。

2004年4月11日，主演电视剧《橘色岁月》日本首播。5月8日，主演电影《在世界的中心呼唤爱》日本首映，在剧中饰演Ritsuko Fujimura。

2005年2月1日，主演爱情电影《从头发开始的故事》日本首映。8月27日，与小田切让主演的电影《彩虹老人院》日本首映，由犬童一心导演。

2006年2月25日，与织田裕二主演的喜剧电影《县厅之星》在日本首映。3月11日，与阿部宽主演动画《真救世主传说—北斗神拳：拉欧传 殉爱之章》日本首播。7月15日，与草剪刚主演电影《日本沉没》日本上映，由樋口真嗣导演。10月12日，与吉冈秀隆主演电视剧《五岛医生诊疗所》日本首播。

2007年1月27日，主演电影《多罗罗》在日本上映，在剧中饰演多罗罗，并与妻夫木聪合作。6月6日，主演的喜剧电影《舞妓哈哈哈》在日本首映。10月15日，与福山雅治主演电视剧《神探伽利略》，该剧由西谷弘、成田岳两位导演。

2008年4月26日，主演电影《少林少女》在日本首映。10月4日，柴崎幸与福山雅治主演电影《嫌疑犯X的献身》在日本首映，两人随后组成限定音乐团体“KOH ”，并发行单曲作为电视剧及其电影版《嫌疑犯X的献身》的主题曲。

2010年2月6日，与余贵美子主演由富永舞导演的电影《蜗牛餐厅》日本首映。4月4日，出演电视迷你剧集《世界奇妙物语20周年春季特别篇》日本首播。10月1日，主演电影《大奥》日本首映，柴崎幸在电影中饰演德川吉宗，与堀北真希合作。10月20日，出演的电影《大逃杀3D》日本首映，由深作欣二导演。

2011年1月8日，出演芳田秀明、明石知幸导演的电影《仍然记得》在日本首映。1月13日，与织田裕二主演电视剧《外交官黑田康作》日本首播，由Mizuki Nishisaka导演。

2013年6月22日，主演悬疑剧《神探伽利略XX～内海薰最后的案件 愚弄》在日本上映。12月25日，主演电影《四十七浪人》在美国上映，在剧中饰演美伽。

2014年，与大泉洋主演电影《晴天霹雳》。8月23日，主演三池崇史导演的电影《真四谷怪谈》在日本首映。10月13日与小栗旬主演的电视剧《信长协奏曲》开播，饰演织田信长妻子斋藤归蝶。

2016年，主演朝日台建台65周年纪念特别剧《冰之辙》，在剧中挑战饰演孤独的女刑警。

2017年NHK大河剧主演确定，主演柴崎幸出席了NHK的制作发表会，发表会上同时公开了剧名《女城主直虎》，柴崎幸在剧中将饰演战国时代远江井伊谷的女性领主井伊直虎。

2018年，出演电视剧《dele》。

2019年，主演春季日剧《坡道途中的家》。出演电影《燃烧吧！剑》。