Für die schwedische Nationalmannschaft spielte er bei vier Schacholympiaden (1980 an Brett 2, 1982 an Brett 3, 1984 an Brett 2 und 1990 an Brett 3), sowie drei Mannschaftseuropameisterschaften (1980 an Brett 2, 1992 am ersten Reservebrett und 2005 in der zweiten schwedischen Mannschaft an Brett 2) und bei den Nordic Chess Cups 1985 und 1987. Bei letzteren war er besonders erfolgreich: 1985 im finnischen Pohja gewann seine Mannschaft mit ihm am Spitzenbrett den Cup, wobei er noch eine individuelle Goldmedaille für sein Ergebnis von 5,5 Punkten aus 7 Partien am Spitzenbrett erhielt. Dazu gehörten Siege gegen Gerald Hertneck, Simen Agdestein und Curt Hansen. Beim Nordic Chess Cup 1987 in Słupsk belegte Schweden mit Karlsson am Spitzenbrett den dritten Platz.