Karlsen utmerket seg utenfor Rosenborg-miljøet da han i løpet av 2009-sesongen fikk hospitere med Rosenborgs A-lag og etterhvert også fikk spilletid i Tippeligaen. Han fikk tre innhopp, og ble dermed seriemester med Rosenborg etter endt sesong. Første del av sesongen 2010 var Karlsen på et låneopphold hos Rosenborgs samarbeidsklubb .