Kuusiston Kilpaa, Kaarinan Uraa, Lopen Laakaa ja Porvoon Urheilijoita urallaan edustanut Karvonen nousi juoksijana huipulle vuonna 1954, jolloin hän paransi 3 000 metrin estejuoksun ennätystään yli puoli minuuttia. Kesäkuussa hän juoksi Varsovassa ajan 8.56,6 alittaen kaikkien aikojen toisena suomalaisena yhdeksän minuutin rajan, ja heinäkuun Jugoslavia-maaottelussa Helsingissä hän saavutti ajan 8.48,6. Dortmundissa käydyssä Saksan ja Suomen välisessä maaottelussa hän juoksi maailman kaikkien aikojen parhaan ajan 8.41,4, mutta tulosta ei hyväksytty ennätykseksi, koska vesihaudassa oli liian vähän vettä ja sen reunassa oli alastuloa helpottava turvematto. Kalevan kisoissa Karvonen saavutti Olavi Rinteenpään takana hopeaa ajalla 8.54,4 ja sijoittui Bernin EM-kilpailuissa neljänneksi ajalla 8.55,2. Maastojuoksussa hän saavutti pitkällä matkalla SM-hopeaa ja joukkuemestaruuden.