Han ble ansatt i NRK ved Trøndelag Kringkaster (1947–1964), NRK Troms (1964–1976), og NRK Sørlandet (1976–). Sentralt hadde Karlsen engasjement hos NRK Barne- og ungdomsavdelingen der han ble svært kjent for figurene Amandus og Antonsen i barnetimen, samt den senere så kjente underholdningsavdelingen.