绍率军唐军奋勇出击，大破突厥军，乘胜包围朔方城。四月二十六日，梁师都堂弟梁洛仁杀梁师都，举城投降。柴绍因功转左卫大将军，又为华州刺史贞观三年十一月，突厥军进扰河西，二十三日柴绍奉命为金河道行军总管，参与唐灭东突厥之战，与李勣、李靖、李道宗、李孝杰、薛万彻等另外五路共同出击。唐军共计10余万，皆受李靖节度，于贞观四年正月出征，最终灭了东突厥。贞观七年，柴绍加镇军大将军，行右骁卫大将军，改封谯国公。十二年，柴绍病重，唐太宗亲自前去探望。不久去世，赠荆州都督，谥号襄。贞观十七年二月二十八日，唐太宗命画