刘殿座从哈尔滨毅腾加盟球队后，柏小磊再次成为二号门将。2012年1月，由于杨智在第34届省港杯代表广东队出场比赛时受伤，遭遇门荒的北京国安在求购吴䶮未果后，最终签入柏小磊。 他在赛季初期担任侯森的替补，直到2012年5月2日，他才在2012年亚足联冠军联赛小组赛第五轮北京国安主场2比3不敌蔚山现代的比赛上演在北京国安的首秀。7月份，随着杨智的伤愈复出，柏小磊成为球队的第三号门将，在2012赛季，他代表北京国安在2场亚冠联赛和1场足协杯比赛中出场。2015年1月，柏小磊已自由身身份重返哈尔滨毅