Karlsson oli hiihtäjänä erityisesti pitkien matkojen erikoismies. Hän voitti 50 kilometrin olympiakultaa 1948 Sankt Moritzissa ja MM-pronssia 1950 Lake Placidissa.
Vaasahiihdon Karlsson voitti ennätyksellisesti yhdeksän kertaa (1943, 1945, 1946, 1947, 1948, 1949, 1950, 1951 ja 1953). Ruotsin mestaruuksia hänelle kertyi 37, joista 17 henkilökohtaisia.
Kirjallisuutta
- I vita spår av Nils Karlsson. Mora-Nisse (1953)