I 1954 meldte han overgang til Oslo igjen, der han ble første politiinspektør uten jus-utdannelse i trafikken frem til 1980. Han var med i Oddvar Folkestads radioprogram fra 1960 til 1979, til sammen 971 ganger. Herfra fikk han kallenavnet «Tango-Karlsen». Han gjorde forprosjektet til Trygg Trafikk i 1955, og var tidlig medlem i IOGT og sjef for Motorførernes Avholdsforbund. Bøker skrev han også. Med Asta feiret han jernbryllup i 2006. Thorleif Karlsen var et mangeårig medlem av Den norske frimurerorden.