ゴルバチョフは協定について「3共和国の首脳のみで決定できることではない」と批判し、連邦最高会議による新連邦条約及びベロヴェーシ合意の審議、臨時人民代議員大会の招集と国民投票の実施を呼びかけた。連邦最高会議の憲法監視委員会も11日、合意は法的に無効であるとする声明を発表。しかし、これらはいずれも無視された。10日にはウクライナ最高会議とベラルーシ最高会議が、12日にはロシア最高会議で協定が批准された。新たな新連邦条約に調印する予定だった他の共和国は動揺し、混乱した。カザフスタンのヌルスルタン・ナザルバエフ大統領は当初、スラブ3共和国首脳のみで決められたこの合意を批判。ウズベキスタン、キルギスタン、タジキスタン、トルクメニスタンら中央アジアの共和国もCIS加盟には消極的だった。しかし、経済的にロシアに依存する5共和国はロシアとの関係を絶つわけにはいかず、13日にはCISに参加する声明を発表した。その他の共和国もこれに続き、21日にはグルジアと既に連邦を脱退したバルト三国（リトアニア、ラトビア、エストニア）を除くすべての連邦構成共和国がカザフスタンのアルマ・アタで首脳会議を開催し、アルマ・アタ宣言に調印した。追い込まれたゴルバチョフは最後までCIS創設と連邦解体に反対したが、25日に大統領を辞任。26日にはソ連最高会議共和国会議でソ連の消滅が確認された。
1985年、ミハイル・ゴルバチョフが共産党書記長に就任すると、翌年から「ペレストロイカ」を打ち出し、政治や経済の改革を進めた。東欧の民主化を後押しし、冷戦を終結させたが、国内では経済が混乱し、国民は連邦政府への不満を募らせた。また、検閲の廃止や言論の自由（グラスノスチ）が進められたことにより、各地で民族主義と独立志向が強まり、広がっていった。ナゴルノ・カラバフ等での民族紛争の勃発、バルト三国の独立回復宣言など、崩壊の様相を呈してきた連邦を維持するため、ゴルバチョフ書記長（1990年3月からは大統領を兼任）は、連邦構成共和国の権限を大幅に拡大する新連邦条約の成立を目指した。しかし、条約の調印を翌日に控えた1991年8月19日、これに反対する保守派勢力によるクーデターが発生。ゴルバチョフに代わり権力を強めていたボリス・エリツィンのロシアや市民の抵抗により政権奪取の試みは失敗したが、連邦政府の権威は失墜、共和国が相次いで独立を宣言し、連邦の分裂は深まった。連邦崩壊を防ぐため、ゴルバチョフは新たな新連邦条約と経済共同体条約の成立を急ぐ中、12月1日、ウクライナで独立宣言（8月24日）の是非を問う国民投票が行われ、得票率84.2％、賛成90.3％の圧倒的多数によって支持された。独立の意思を明確にしたウクライナに対し、ゴルバチョフとエリツィンは「ウクライナなくして新連邦は成り立たない」という意見で一致。12月7日、エリツィンとスタニスラフ・シュシケービッチベラルーシ最高会議議長、国民投票と同時に行われた大統領選挙で選出されたウクライナのレオニード・クラフチューク大統領は、ベラルーシ・ブレスト州に位置するベロヴェーシの森の政府別荘に集まり、会談を行った。
東京府東京市神田区駿河台袋町（のち東京都千代田区神田駿河台）に生まれ、1945年まで東京府豊多摩郡大久保町字百人町（のち東京都新宿区百人町）で暮らす。1921年、東京女子高等師範学校（のちお茶の水女子大学）附属幼稚園に入る。1923年、暁星小学校入学。1932年、暁星中学校から成城高等学校尋常科（のち成城大学）に編入。1933年、成城高等学校高等科理科甲類（英語クラス）に進んだ頃から、ピアノを岩井貞麿、ジェームス・ダンに、チェロを鈴木二三雄に、作曲を細川碧、諸井三郎に、指揮法を斎藤秀雄に師事。チェリストとして東京弦楽団に参加した。1936年に旧制成城高校を卒業し、東京帝国大学理学部植物学科に進む。1939年、東大植物学科卒業後、東京帝国大学大学院で植物学を研究したが、同年、学位を取らずに中退。1939年から東京科学博物館植物学部に嘱託として勤務。1941年に退職し、東京帝国大学文学部美学美術史学科に学士入学。1943年卒業。理研科学映画社や日本音楽文化協会に勤務した後、東京音楽書院嘱託や文部省図書編纂委員を経て、1948年、子供のための音楽教室（桐朋学園大学音楽科の前身）の設立に参加。その後、フェリス女学院や桐朋女子高等学校の音楽科で教鞭を執る。1955年からお茶の水女子大学助教授。東京藝術大学にて1959年から助教授、1966年から1969年まで教授。1981年から1983年まで尚美音楽短期大学教授。放送大学にて1984年から1990年まで教授、1990年から1993年まで客員教授。これらの大学の他、フェリス女学院大学、東京工業大学、東京大学、日本女子大学、尚美学園などで非常勤講師として作曲や音楽理論を教え、多くの音楽学者や作曲家を育成した。1971年には中卒の独学のギター教師仙道作三から何の紹介もなく弟子入りを申し込まれて承諾し、500円の月謝で音楽理論を個人教授し、仙道を一人前の作曲家に育て上げたこともある。またNHKや朝日新聞、放送大学などで、ヨーロッパの深い客観性に基づいた音楽ジャーナリズムを展開した。1970年代以降は、いわゆる「第三世界」の民族音楽や日本の伝統音楽への傾斜を深める。作曲家・音楽学者としてのその業績を称えられ、没後、音楽評論家のための顕彰柴田南雄音楽評論賞がアリオン音楽財団によって創設された。浅田彰、高橋悠治、細川周平といった、柴田よりもはるかに年少の「うるさ型」の批評家からも好意的に言及された。初期は戸田邦雄や入野義朗とともに日本の十二音音楽の普及に尽くした。晩年は民族音楽的なシアターピース作品が注目を集めた。肝臓癌で死去。