公元939年(后晋天福四年)，不满十八岁的柴荣弃商从军，他干活不惜力，又粗通文墨，属于有文化的军人。义父郭威不断给柴荣提供着历练的时机。在他的隐蔽下，柴荣得以在更大的舞台上发挥才干。他抽出较多时间，协助义父处置事务性工作，专注管理，通晓时弊，同时建立了广泛的人脉。
公元947年(后晋天福十二年二月)，郭威等协助刘知远在太原即皇帝位。闫七月，后汉在汴梁建都时，郭威以佐命功被任为枢密副使，加检校太保。二十七岁的柴荣被授为左监门卫将军。
公元949年(后汉乾佑二年)，郭威任邺都(今河北大名)留守、天雄节度使时，二十九岁的柴荣被任为天雄牙内指挥使、领贵州刺史、检校右仆射。
公元950年(后汉乾佑三年三月)，郭威在任邺都留守、天雄节度使的同时，被提升为枢密使。柴荣在邺都协助郭威政尚清简，治绩有声。
公元951年(后周广顺元年正月)，郭威即皇帝位，改元广顺，国号周，史称后周。同月，授三十一岁的柴荣为澶州节度使，检校太保，封太原郡侯。柴荣的前任夫人刘氏被杀后，郭威将本人的养女符氏嫁给了他。符氏的祖父是符存审，曾在南唐为相，死后追封为秦王。父亲是符彦卿，后周天雄军节度使，封魏王。符氏初嫁给了后汉河中节度使李守贞之子李崇训。后李守贞反叛后汉，郭威授命征讨李守贞，攻下城后遇见到了符氏。郭威与其父符彦卿是好朋友，就将其交还给了符彦卿。符氏感恩，拜郭威为养父。
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柴荣为政清肃，把潭州管理的盗不犯境，一派安宁的现象。同年八月，郭威追立故夫人柴氏为皇后。十二月，柴荣被封为加检校太傅、同平章事。
公元953年(后周广顺三年三月)，郭威将居功自傲，多次弄权的重臣枢密使王峻黜往外地，三十三岁的柴荣从澶州节度使位上出任开封尹兼功德使，封晋王。八月，柴荣第四子柴宗训(前三子已被后汉隐帝刘承佑所杀)生于澶州府第。十月，封柴荣为顿递使。十二月，柴荣陪郭威郊庙行事。
公元954年(后周显德元年正月)，郭威大赦天下，改后周广顺四年为显德元年。加封三十四岁的晋王柴荣为开封尹兼侍中、判内外兵马事。宰臣冯道加守太师，范质加上书左仆射、监修国史，李谷加左仆射、集贤殿大学士，王溥为中书侍郎、平章事。郭威病重时，召外甥李重进入宫，令他拜见柴荣，以定君臣之分。
后周太祖郭威病逝，死前留下遗命：“晋王荣可于柩前即位。”于是，柴荣在大臣们的拥护下，在郭威的灵柩前即位，史称后周世宗。在古代，封建帝王即位时一般都要在前一个皇帝的灵柩前进行，以示本人地位的合法性。同年三月，柴荣大赦天下，免诸道州府所欠去年夏秋租税。四月，郭威被葬于新郑(今河南新郑)郭店嵩陵，庙号太祖，谥曰圣神恭肃文武孝皇帝。
