東京都中央区出身。東京都立王子工業高等学校機械科卒業。妻は角替和枝、息子は柄本佑、柄本時生。
印刷屋の父親の息子として聖路加国際病院で生まれた。父親は、殿山泰司の小学生時代の親友であった。母方の祖父は東京・銀座で箱屋(芸妓斡旋業)を経営していた。生家が歌舞伎座の裏手にあったこと、映画や演劇好きの両親・家族に囲まれて幼少期を過ごしたことが、俳優を志すきっかけとなる。
工業高校卒業後、商社に就職。だが、俳優にあこがれ、金子信雄が主宰する劇団「マールイ」の演劇教室の生徒となり、同じ教室にいた松田優作と知り合う。
NHKの大道具のバイトをしているうちに、1974年に自由劇場へ参加、俳優として起用されるようになった（佐藤B作、笹野高史、吉田日出子などが当時在籍）ものの、串田和美の作風に肌があわず、1976年退団し、同年に自由劇場時代に知り合った、ベンガル・綾田俊樹らと共に劇団東京乾電池を結成する。その後、やはり自由劇場時代に知り合った、高田純次、岩松了らが入団。1976年4月〜1978年3月頃までベンガル・綾田と『ひらけ!ポンキッキ』のお兄さんを務めたことがある。
特異な容貌と、独特の存在感で、テレビ、映画等にも出演するようになる。
24歳からは下北沢に引越し、本多劇場のこけら落しにも出演、下北沢ザ・スズナリでも活動した。そうした縁もあり下北沢の再開発に反対する住民運動のSavethe下北沢にも招かれている。
1998年、『カンゾー先生』で第23回報知映画賞最優秀主演男優賞や日本アカデミー賞最優秀主演男優賞などを受賞。2004年『座頭市』などで第58回毎日映画コンクール男優助演賞を受賞。2011年、芸術選奨文部科学大臣賞受賞。
1992年、映画『空がこんなに青いわけがない』では監督を務めている。これ以降、監督作は無く産経新聞の「わたしの失敗」で「もう二度とやりません」と語っている。
2006年、NHK大河ドラマ『功名が辻』で親子共演を果たした。『スタジオパークからこんにちは』でゲストとして呼ばれたときには、収録の最中だったのか受け狙いだったのかは定かでないが、豊臣秀吉役の格好のままで登場。その姿で東京乾電池30年の歴史などを語った。
シリアスな演技だけではなく、笑いを呼ぶ演技も得意とする。『志村けんのだいじょうぶだぁ』や『志村けんのバカ殿様』などにおける志村けんとのコントは息がピッタリで印象深いが、本人は「コントは志村さんとしかやらない」と明言している。コントでは、柄本が強烈な個性を持つボケ役を演じ（婚期を逃した四十路女性、挙動不審なサラリーマン、年増の芸者など）、志村がツッコミに徹する形で笑いを誘発するパターンが一貫して取られている。
2011年6月、紫綬褒章を受賞。
2012年1月には下北沢ザ・スズナリにて劇団東京乾電池35周年記念公演、『ハムレット』作・Ｗ．シェイクスピアに出演。
天国までの百マイル（2000年）-曽我真太郎役
アナザヘヴン（2000年）-赤城幸造役
NAGISA（2000年）-神主役
淀川長治物語・神戸篇サイナラ（2000年）
陰陽師（2001年）-藤原元方役
ウォーターボーイズ（2001年）-ママ役
仔犬ダンの物語（2002年）-古澤常男役
ふくろう（2003年）-ダム男B役
ゼブラーマン（2003年）-カニ男役
解夏（2003年）-黒田寿夫役
ドラッグストア・ガール（2003年）-鍋島浩次役
座頭市（2003年）-居酒屋の的屋の主人役
さよなら、クロ（2003年）-花園修造役
魔界転生（2003年）-松平伊豆守役
花（2003年）-鳥越弘役
鉄人28号（2004年）-大塚雄之助役
ウイニング・パス（2004年）-うどん屋店主役
レイクサイドマーダーケース（2004年）-藤間智晴役
理由（2004年）-片倉義文役
月とチェリー（2004年）-阪本役
ニワトリはハダシだ（2004年）-朽木泰三役
妖怪大戦争（2005年）-牛舎の農夫役
蝉しぐれ（2005年）-磯谷主計役
容疑者室井慎次（2005年）-津田誠吾役
スクラップ・ヘブン（2005年）-薮田刑事役
嫌われ松子の一生（2006年）-川尻恒造役
日本沈没（2006年）-福原教授役
神童（2007年）-菊名久役
リアル鬼ごっこ（2007年）-医者（王様）役
やじきた道中てれすこ（2008年）-喜多八役
東京タワーオカンとボクと、時々、オトン（2007年）-笹塚の診療所の医者役
魍魎の匣（2007年）-美馬坂幸四郎役
世界で一番美しい夜（2008年）-ジャーナリスト役
花影（2008年）-不動産屋主人役
ラストゲーム最後の早慶戦（2008年）-飛田穂洲役
築地魚河岸三代目（2008年）-真田正治郎役
タカダワタル的ゼロ（2008年、ドキュメンタリー）
シャカリキ!（2008年）-校長役
ぐるりのこと。（2008年）-安田邦正役
石内尋常高等小学校花は散れども（2008年）-市川義夫役
きみの友だち（2008年）-フリースクールの校長役
ICHI（2008年）-長兵衛役
イキガミ（2008年）-参事官役
ハッピーフライト（2008年11月）-斉藤直輔役
旭山動物園物語ペンギンが空をとぶ（2008年）
レイン・フォール/雨の牙（2009年）-タツ役
ジョン・ラーベ（2009年日本未公開）-松井石根役
ぼくとママの黄色い自転車（2009年）
余命1ヶ月の花嫁（2009年）-長島貞士（花嫁の父）役
ゴールデンスランバー（2010年）-保土ヶ谷康志役
花のあと（2010年）-永井宗庵役
春との旅（2010年）-中井道男役
孤高のメス（2010年）-大川松男役
昆虫物語みつばちハッチ 勇気のメロディ （2010年）-ドクモ役（声の出演）
悪人（2010年、李相日監督）-石橋佳男役
死刑台のエレベーター（2010年）-柳町宗一（横浜署刑事）役
桜田門外ノ変（2010年）-金子孫二郎役
雷桜（2010年10月22日公開、東宝）-榎戸角之新役
脇役物語（2010年10月23日公開）-ホームレス役
大木家のたのしい旅行新婚地獄篇（2011年）-濡れた男役
忍たま乱太郎（2011年）-ウスタケ忍者長老役
一枚のハガキ（2011年8月）-森川勇吉役
神様のカルテ（2011年8月）-貫田誠太郎役
アントキノイノチ（2011年11月）-井上正志役