起家官，屡次升任兵部下大夫。不久，益州总管王谦谋反，柳旦被授任行军长史，跟随梁睿讨伐平定了王谦，柳旦以功劳被授予仪同三司。开皇元年（581年），柳旦被加授开府，封新城县男，升任掌设骠骑，历任罗州、淅州、鲁州三州刺史，都有能干的名声。大业初年，柳旦被授任龙川郡太守，当地居民居住在山洞，喜欢互相攻击，柳旦为此开办学校，大为改变民风，隋炀帝杨广听说后称赞柳旦，下诏书褒奖他。大业四年（608年），柳旦被征召担任太常少卿，代理黄门侍郎事务，在任内去世，虚岁六十一。