Warholm og Dimna IL arrangerte for første gang innendørsstevnet Karsten Warholm International i 2019, og han vant der 400 meter med ny norsk rekord på 45,56 sekunder. I EM i friidrett innendørs 2019 i Glasgow vant han 400 meter med tiden 45,05, som var ny norsk rekord og en tangering av Thomas Schönlebes europeiske rekord fra 1988. Han vant 400 meter i Nordisk mesterskap i friidrett innendørs 2019 i Rud i Bærum.