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.
Han er kjent for å ha oppdaget «Oluf» og deltok i flere radio- og fjernsynsprogram med ham, plateutgivelsen Ja, du Oluf (Cat Music, 1973), Mølje & sodd (Dagbladets sommerkassett, 1980) og filmene Førti år med Oluf (1979) og Oluf – No må du skjærpe dæ, gutt (1991).
