柳演锡出生于首尔江南一带，六岁时随着父亲去地方国立大学上任，从首尔搬家到庆尚南道晋州。这之后的学生时期几乎都是在晋州度过的。高二的时候决心走演员这条路，坚持理想的他跟着哥哥一起来了首尔，并转学到京畿高等学校，高中在读的时候认识的一位在演技学校的姐姐告诉他《老男孩》的选秀，由于这个契机他去了《老男孩》的面试。
2003年，柳演锡通过熟人姐姐的介绍进入了惊悚片《老男孩》剧组，以饰演刘智泰的少年时期开启了自己的演艺生涯。之后进入韩国空军部队服兵役，暂别演艺圈。
2008年，在MBC水木剧《综合医院2》中开始正式的演艺生活，饰演许宇振。
2009年，参演励志青春爱情剧《Dream》。
2010年11月，参演了由白秀灿执导的爱情喜剧《南瓜花的纯情》，饰演纯情餐厅大楼吴老头的孙子吴孝俊。
2011年10月，与尹泰荣合作主演MBC周末剧《深夜医院》。
2012年4月，出演爱情剧《美味人生》，饰演韩医院院长儿子崔在赫，该剧讲述退役刑警一边经营韩式餐厅一边养育四个女儿的故事。7月，与金智媛搭档主演恐怖片《恐怖故事》，获得第33届韩国电影青龙奖最佳新人男演员奖提名。10月，参演家庭喜剧片《妈妈是什么》，饰演炳万的大侄子，无公害青年农夫。同年，与朴宝英、宋仲基合作主演爱情片《狼少年》，饰演宋仲基的对手演员，并开始受到瞩目。
2013年，在喜剧《请回答1997》的姊妹篇《请回答1994》中饰演对女主角娜静一片丹心的痴情男七封，柳演锡为拍此剧还苦练棒球，在剧中的表现可以和专业棒球选手媲美。4月，与李胜基、裴秀智联袂主演玄幻武侠剧《九家之书》，饰演朴武率的儿子，江置的朋友兼情敌朴泰书。
2014年1月24日，开通新浪微博，正名柳演锡。6月，发行载满非洲衣索比亚孩子们梦想的图书《柳演锡的Dream》，为在恶劣环境下生活的孩子们尽一份心力。
2015年，参演的电影《尚衣院》上映并在第35届黄金摄影奖获得最佳新人男演员奖。主演的电影《那天的氛围》定档明年1月14日。
2017年，7月柳演锡确定与李秉宪、金泰璃合作，出演金恩淑编剧的新作《Mr.Sunshine》。柳演锡将在剧中饰演一个为躲避战争逃亡日本开始新生活，深爱着爱信（金泰梨饰）并将她视作自己全部的悲情角色。《Mr.Sunshine》计划于2017年上半年播出。
韩国青龙电影奖
2012第33届韩国青龙电影奖最佳新人男演员奖恐怖故事（提名）
韩国百想艺术大赏
2015第51届韩国百想艺术大赏电影类-最佳男配角奖尚衣院（提名）
韩国电影大钟奖
2015第52届韩国电影大钟奖最佳男配角奖尚衣院（提名）
2011第48届韩国电影大钟奖最佳新人男演员奖惠化，洞（提名）
其他奖项
2015-09第35届黄金摄影奖最佳新人男演员奖尚衣院（获奖）
2015MBC演技大奖10代明星奖（获奖）
2013-12第8届A-Awards2013年最闪耀之星“Blackcollarworker”（获奖）
2013-12钟信演艺大赏（获奖）
在玄幻武侠剧《九家之书》中，柳演锡演绎的从兄弟变成仇人的角色过渡丝毫没有违和感，算得上是剧中最忠实于作品的一个演员，他凭着那温暖而又羞涩的笑容、能与T台模特媲美的身材与时尚、还有一双充满保护感的大手，让人忘却怀疑深信不疑。生活中的他偶尔显露懵傻的气质，说话超级直爽让人替他捏把汗，可爱、毛糙、爱演这些形容词放在他的身上也觉得极为适合。
