2005年9月,出演黄健中执导的古装历史剧《越王勾践》,饰勾践的儿子琪瑛。
2006年10月,参演彦小追执导的抗战剧《特殊使命》,饰郑力祥。
2007年8月,搭档焦恩俊、周扬主演古装神话电视剧《宝莲灯前传》,饰反一号狐狸精五哥。
2008年11月,在红色献礼剧《特殊争夺》中饰朱奎;同年,主演科幻神话剧《魔幻手机》,饰小武。
2010年4月,主演付宁执导的励志情感电视剧《兄弟车行》,饰戴少华;7月,在余明生执导的歌舞轻喜剧《刘三姐》当中,饰刘三姐哥哥刘二;11月,拍摄了真实事迹改编的电影《全二平的马拉松》,饰劳模全二平。
2012年,主演了周伟执导的“成成烽火系列”的最后一部电影《成成烽火之骑兵第一师》,柳小海在剧中饰人称咆哮政委的王啸志。
2013年5月,加盟建军86周年献礼影片《拆弹英雄》,在片中饰拆弹英雄高扬。
2014年6月,柳小海主演网络新剧《怪咖啡》,饰二叔;同年,与蒋欣、张歆艺联决主演的都市青春剧《新闺蜜时代》,饰刘炎;随后,与徐佳、杨舒、张进共同主演真实再现台儿庄战役的战争剧《我的特一营》,饰教官。
2016年11月,参演由张歆艺、袁弘、张静初、秦岚等主演的电视剧《咱们相爱吧》,在剧中扮演了一个为了追求女神而不惜牺牲自己形象,甘愿做“备胎”的男闺蜜毛大毛。
2019年6月,与黄志忠、李倩等合作主演的刑侦悬疑剧《神探柯晨》播出;同年,与佟大为、蒋欣、徐小飒、徐一娢合作出演由徐宗政执导的主旋律电视剧《奔腾年代》,在剧中饰演周铁锤。