Carlberg ble olympisk mester i skyting tre ganger under OL 1912 i Stockholm. Han vant 25 meter rifle, forsvinnende mål foran to landsmenn med 242 poeng ni mer enn sølvvinneren Johan Hübner von Holst. Han var med på de svenske lagene som vant lagkonkurransene i både 30 meter militærpistol og 25 meter rifle bevegelig mål. Han var også med på de svenske lagene som kom på andreplass på både 50 meter rifle og 50 meter militærpistol.