2003年、RUI(ルイ)の名義でリリースした映画『黄泉がえり』の主題歌「月のしずく」が100万枚(ミリオン)を超える大ヒット曲となる。
オリコンチャートでは最高位1位、年間チャートでも5位を記録した。
翌2004年には、ドラマ『世界の中心で、愛をさけぶ』の主題歌「かたち あるもの」(最高位2位)が60万枚を超える大ヒットを記録し、年間チャートでもトップ10入りした。
ほとんどの作品は柴咲自身が作詞を担当しており、「影」や「invitation」など、本人による歌詞は原作の内容をよく理解して作られており、作詞に関する評価も得ている。
2008年、初のベストアルバム『Single Best』『The Back Best』を2枚同時リリース。オリコン初登場1位を獲得した。
2007年には福山雅治とのユニットKOH+として「KISSして」、2008年には映画『容疑者Xの献身』の主題歌「最愛」をリリースした。
2011年11月23日にはDECO*27とTeddyLoidと共にgalaxias!としてミニアルバムを発売した。
2011年7月号の『音楽と人』で、「甘美な孤独 呟くが如く」という連載がスタートしている。彼女にとっては初の雑誌の連載である。
]]>主な出演映画代表作は、『バトル・ロワイアル』(2000年)、『GO』(2001年)、『黄泉がえり』(2003年)、『世界の中心で、愛をさけぶ』(2004年)、『メゾン・ド・ヒミコ』(2005年)、『日本沈没』『県庁の星』(2006年)、『どろろ』(2007年)など。
2008年には、主演作『少林少女』、福山雅治とダブル主演の『容疑者Xの献身』が公開。2010年には人気小説を映画化した『食堂かたつむり』で主演を務めた。
主な出演ドラマ代表作は『GOOD LUCK!!』(2003年)、『オレンジデイズ』(2004年)、『Dr.コトー診療所』(2003年・2004年・2006年)など。
いずれも高視聴率を記録した。特に『GOOD LUCK!!』は最高視聴率37%を記録し、柴咲の影響で整備士を志願する女性が急増した。
2007年に放映された『ガリレオ』も大ヒットし、映画化もされた。
2010年にはフジテレビ開局50周年記念作品のラストである三谷幸喜脚本の『わが家の歴史』で主演を務めた。
また気の強い役が多く、両親を亡くしているという設定が多い(『GOOD LUCK!!』、『日本沈没』、『どろろ』など)。