幼嗜学，勤读经史，尤对《史记》、《汉书》以及魏、晋、南北朝史书进行深入研究，不仅熟读，而且手抄，与所抄其他经史三十多篇，合辑为《柳氏自备》，经常参阅。及长，善于文章，所著《尚书二十四司箴》一书得到著名文学家韩愈的赏识，从此出名。

唐宪宗元和十三年（818年），进士擢第，初任秘书省校书郎，后历任监察御史、侍御史、吏部郎中。唐武宗命裁减冗官，他“条理旬日，减一千人员，时议为惬”。迁谏议大夫。此后，每逢迁官，群乌大集于升平里府邸。

他与宰相李德裕关系密切，被擢为京兆尹。当时的长安，已是一个人口众多、达官显宦集中、富商大贾云集的大都市，商业贸易发达。他出任京兆尹后，政令严明，以法治市。为了管理好东市和西市两大市场，颁布了市场规约，设置了标准计量器具，以监督那些短斤少两、坑害顾客的不法商贩。有一北司官吏在市场仗势欺人，买粟违犯了条约，他立即下令打杀。他从市场经过，有一神策军小将纵马横冲直撞，他令手下人当众杖杀。武宗责问他为何擅杀？他说：“神策军校在闹市跃马，此乃轻陛下法典，不独试臣。臣知杖无礼之人，不知打神策将军”。当时的神策军仗势横行，地方官无人敢管，柳仲郢杀一儆百，使京城秩序从此安定，无人敢违犯条令，受到百姓称赞。