山梨県甲府市の生まれ。弟は俳優の柏原収史。県立甲府西高校在学中の1993年に、雑誌『JUNON』主催の“ジュノン・スーパーボーイ・コンテスト”でグランプリを受賞。翌94年のテレビ朝日『青春の影』で俳優としてデビューする。95年の岩井俊二監督「Love Letter」で、中山美穂演じるヒロイン・博子の亡き恋人・藤井樹の少年時代を演じ、博子の少女時代を演じた酒井美紀との初々しい恋模様が鮮烈な印象を与える。96年には長野県松本市を舞台に高校生たちの青春群像を描いたフジテレビ『白線流し』に、酒井美紀に想いを寄せる優等生・長谷部優介役で出演。連ドラ終了後も、97年から2005年までに計５本のスペシャル版が制作される長期シリーズとなった。同年のフジテレビ『将太の寿司』でドラマ初主演。その後も、テレビ朝日『イタズラなKiss』96、TBS『ランデヴー』98、フジテレビ『タブロイド』98などのドラマで人気を博す。この間、飯田譲治プロデュースのOV『闘牌伝アカギ』95、『雀魔アカギ』97で主人公の天才雀士・アカギを演じて評判を得たのち、98年の田口浩正監督「MIND GAME」で、田辺誠一演じる精神科医を翻弄する多重人格者を演じて映画初主演も飾る。チェン・イーウェン監督「現実の続き・夢の終わり」00では、ヒロイン・水野美紀の復讐を手助けする情報屋をクールに演じた。ほか、篠原哲雄監督「きみのためにできること」99で主演。頚肩腕症候群や2004年に起こした傷害事件により一時、表舞台から遠ざかるが、06年のTBS『白夜行』でヒロイン役の綾瀬はるかが恋焦がれる製薬会社の御曹司を演じ、連ドラに復帰。映画では、和泉聖治監督「相棒・劇場版／絶対絶命！42.195km・東京ビッグシティマラソン」08で出場者と観客計18万人を標的にする殺人犯に扮するほか、池内博之監督「13の月」06では主演もつとめた。テレビドラマはほかに、TBS『恋の神様』00、『オレンジデイズ』04、フジテレビ『ハチミツとクローバー』『セレブと貧乏太郎』08、WOWOW『死刑基準』11など。『恋の神様』で共演した女優の畑野浩子（現・ひろ子）と04年に結婚したが、06年に離婚。