Karlsson startet sin karriere som fotballdommer i 2006 og debuterte i Superettan på landets nest øverste nivå i 2010. Han fikk sin debut som hoveddommer på landets øverste nivå den 7. juli 2012 i kampen mellom GIF Sundsvall og Åtvidabergs FF (3–3). Hans første europacupkamp kom den 5. juli 2018, da han dømte en kvalifiseringskamp i UEFA Europa League 2018/19 mellom KÍ Klaksvík og Birkirkara FC (2–1). Han har siden dømt flere kvalifiseringskamper i UEFA Europa League.