In der Saison 2011-12, der dritten seiner NHL-Karriere, verbuchte Karlsson beeindruckende 78 Punkte mit 19 Toren und 59 Assists. Nach einer wegen Verletzung der Achillessehne und Lockout verkürzten Saison 2012-13, in der er immerhin noch 14 Punkte in 17 Spielen sammelte, ließ er 74 Punkte in 2013-14 und 66 Punkte in 2014-15 folgen.
Die abgelaufene Saison 2015-16 schloss Karlsson als Vierter der Scorerliste der NHL mit 82 Punkten ab. Er stellte damit einen neuen Rekord für die schwedischen Verteidiger auf, den zuvor Lidstrom mit 80 Punkten inne hatte. Außerdem wurde er der erste Defensivmann seit Paul Coffey in der Saison 1985-86, der in die Top 5 der Scorer eindringen konnte. Seine 66 Assists bedeuteten den Liga Spitzenwert, was ebenfalls einem Verteidiger erstmals wieder seit Orr 1974-75 gelang.
Bereits im Jahr 2012 hatte sich die Spielerlegende Orr in der Ottawa Sun äußerst positiv über seinen potenziellen Nachfolger geäußert. "Dieser Junge hat eine tolle Geschwindigkeit", sagte er der Zeitung. "Ein großartiges, großartiges Eishockey Verständnis.(…) Er ist nicht besonders groß, aber er ist sehr intelligent und sehr geschmeidig auf dem Eis. Er positioniert sich gut. Er ist unglaublich geschickt mit dem Schläger.(…) Er ist unglaublich wichtig für die Senators."
Ohne Zweifel ist er das. Mit einer durchschnittlichen Eiszeit von nahezu 30 Minuten spult Karlsson ein wahnsinniges Programm herunter. Ottawa hat früh erkannt, welches Talent in ihm steckt, denn schon beim Draft 2008 tradete General Manager Bryan Murray ihren 18. Zug gegen den 15. Zug von den Nashville Predators und gaben noch einen Drittrunden Draft in 2009 hinzu, um Karlsson auf jeden Fall zu bekommen.