580年，杨坚为丞相，召柳机还长安。北周旧臣多劝进杨坚受禅，柳机孤高，从不请愿。转任卫州刺史。581年，隋朝建国，隋文帝杨坚召柳机为纳言，进爵位建安郡公。在职数年，再任华州刺史，转任冀州刺史。后被召入朝，子柳述娶兰陵公主，礼遇益隆。数年后，因病被召还长安，于开皇十四年夏五月廿六日（594年6月19日）在自家去世，虚岁五十六。追赠大将军、青州刺史之位。谥号简。