收到李渊即将起兵反叛的密信时，柴绍并未慌乱，反而心中有些窃喜。那是隋朝大业十三年四月，时局暗潮涌动。柴绍与妻子李夫人商议后，为避免引起朝廷怀疑，决定自己火速骑马赶往晋阳，而李夫人则留守长安，伪装成平常的生活，以掩人耳目。

大业十三年五月，李渊在晋阳正式起兵。他发布檄文，声称自己率领的三万大军是“义兵”，其目的是协助隋炀帝剿灭叛军，维护天下安宁。柴绍便是这支义军中的一名重要将领。

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柴绍的家乡在山西临汾，柴家乃官宦世家，柴绍出身名将世代。其祖父柴烈曾任北周骠骑大将军、遂州刺史及梁州刺史，封冠军县公。隋文帝统一天下后，柴绍的父亲柴慎担任隋太子右内率，位列正四品，统领东宫禁军，是太子身边的重要侍卫，关系密切。隋炀帝继位后，柴慎被封为钜鹿郡公。

受家族影响，柴绍自幼酷爱舞枪弄棒，身手灵敏，体魄强健。成年后被选为隋炀帝长子元德太子的千牛备身，即太子的贴身护卫。当时，唐国公李渊对这位年轻英俊的柴绍非常赏识，决定将三女儿嫁给他。两家长辈商议后，婚事确定。李渊称帝后，他的三女儿被封为平阳公主。

自古以来，世家大族常借联姻巩固势力，扩大影响。李柴两家皆为大族，此番联姻更是强强联合，势必带来更大利益。

李渊决定在晋阳起兵后，派人秘密送来密信给长安的柴绍夫妇。柴绍读信后，与李夫人商量，认为若两人同时离开，会引发朝廷怀疑，走漏风声。李夫人坚持：“你去，我留。女子出门少，认识我的人不多，战乱时也更容易藏身。”柴绍点头称是，连夜悄然离开长安，火速赶赴晋阳。

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从长安前往晋阳途中，柴绍遇见了同样收到李渊密信、匆忙赶来的李建成和李元吉兄弟。三人会合后，李建成忧心忡忡地说：“父亲的密信紧急得很，想必已起兵。朝廷大军必会围剿我们，我们三人单薄，恐怕还没到晋阳就被官军擒获。不如趁未暴露身份，暂投山贼保命，待时机成熟再做打算。”

李元吉无主见，听从兄长安排。

柴绍认为李建成的建议不可取，劝说道：“当前追兵紧逼，我们应当争分夺秒逃命，虽然路途艰辛，只要谨慎小心，一定能平安抵达。若投靠山贼，一旦身份暴露，恐被扣为人质，反而陷入被动。”

李建成反复思量后认可柴绍观点，不再迟疑，三人直奔晋阳。

当他们逃至山西雀鼠谷，获悉李渊已正式起兵，立即赶赴李渊营地。

李渊见三人安全抵达，十分高兴，任命柴绍为右领军大都督府长史兼领马军总管。这两职务均掌握军队调动大权，显示李渊对柴绍的高度信任。

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霍邑之战是李渊起兵以来首场重要战役。对手宋老生是隋朝猛将，官至虎牙郎将，勇猛异常。李渊谨慎作战，不愿首战失利。战前派柴绍秘密出营侦察敌军布防。

柴绍归来汇报：“宋老生虽勇猛，但仅是匹夫之勇。我军若主动出击，他必出城迎战，可借其轻敌之机，一举击溃。”

此言令李渊及众将士士气大振。八月初三，“义军”攻至霍邑城下，果然引得宋老生出城决战，义军顺利攻破敌阵，夺下霍邑城。

李渊的军队并非普通农民义军，而是经过长期训练的正规军，战斗力强悍，纪律严明。加上李渊指挥得当，军心凝聚，所向披靡。

夺下霍邑后，义军沿汾水一路南下，攻城略地势不可挡。此时隋朝已内忧外患，隋炀帝力不从心。李渊趁势挥师直扑长安。

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此间，柴绍身先士卒，屡战屡胜，每每冲锋陷阵，最先登城破阵，尤其在击败桑显和部时贡献最大。

桑显和为隋朝虎牙狼将，协助屈突通镇守河东城，阻击李渊南下。

九月初，桑显和率数千士卒夜袭王长谐军，初战告急。王长谐为李渊亲信，随李渊起兵时即为六位统军之一。眼见王长谐军陷困境，柴绍与史大柰等率轻骑兵急援，柴绍冲锋在前，侧后夹击，桑显和大败逃回河东。

此役后，长安门户大开。大业十三年十一月初九日，李渊义军攻入长安。

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当时隋炀帝在东都洛阳，闻李渊叛乱怒不可遏，痛骂不已。李渊入主长安后，却未正面挑战隋炀帝，反而扶持隋元德太子杨昭之子杨侑继位，尊隋炀帝为太上皇。

不久，隋炀帝死于洛阳。李渊借机上演禅让大戏，借文臣之手促成杨侑禅让皇位。李渊欣然登基，定国号为唐，年号武德。柴绍作为开国功臣，获封左翊卫大将军。

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唐朝建立后，四处割据势力纷纷称王，李唐面临统一全国的艰巨任务。李渊坐镇长安，儿子李世民在征战中屡立战功。柴绍追随李世民，多次作战表现卓越，为大唐统一立下赫赫战功，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（今甘肃常芬县一带），当地刺史抵抗不力，逃往松州（今四川阿坝松潘地区）。吐谷浑军大肆劫掠百姓，柴绍奉命率军剿灭。

六月，柴绍军抵达岷州（今甘肃岷县），却遭吐谷浑军围困于山谷，敌箭如雨，士兵惊恐纷纷后退。柴绍镇定自若，坐镇大帐，甚至弹奏琵琶，令两名美女起舞。敌军被这诡异场景吸引驻足，柴绍乘机派劲旅绕道偷袭，吐谷浑大败，最终归顺唐朝。

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凌烟阁二十四功臣中，多与玄武门之变有关，柴绍却是例外。武德九年，匈奴犯边，柴绍奉命征讨。玄武门变时他正不在京师，李世民控制局势后，经李渊之命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，唐朝多次遭突厥入侵。隋朝叛将梁师都占据陕西甘肃，依托突厥称帝，国号梁，年号永隆，拒绝承认唐朝，支持突厥劫掠边境。

贞观二年，唐太宗决定剿灭梁国，派柴绍与薛万均率军进攻。梁师都向突厥求援，双方在朔方城外激战，唐军大破突厥，围困朔方城。

不久，梁师都与弟梁洛仁内讧，被梁洛仁杀死，城门打开，向柴绍投降。梁国灭亡，唐朝实现统一。柴绍受封华州刺史。

贞观三年十一月，突厥再袭河西。李世民派李靖统领柴绍等五路军共十万人进击。次年，突厥军被彻底击败，颉利可汗被擒，边患终除。

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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，李世民亲自探望。不久，柴绍逝世。李世民为表彰其功绩，追赠为荆州都督，谥号襄。