Det var vid ledning med 2–0 i set och 8–7 i det tredje mot David Szantosi som Karlsson gjorde illa sig i ljumsken.
Han fick behandling, lindades hårt kring vänsterlåret och lyckades vinna det tredje setet med 13–11.
Men efter att ha vunnit matchen var Karlsson i tårar och efteråt säger han att VM är över.
– Det är ganska frustrerat och bedrövat. Det är samma skada som jag drog på mig i Kina för en månad sedan. Jag åkte hit och tyckte att det hade läkt, men matchpåfrestning är något annat än träning, säger han till Radiosporten.
– Just nu suger det, det är riktigt tungt. Det är tredje gången på två år jag drar på mig den här skadan och jag blir inte yngre, säger 34-åringen.
Kristian Karlsson gjorde sin första match i VM då han kom senare till London efter att ha blivit pappa.
Förmodligen blir det Elias Ranefur som ersätter. Debutanten vann en av sina matcher i den svenska skrällsegern mot Kina – den första på 26 år – i seedningsgruppspelet i söndags.
Truls Möregårdh inledde lite osäkert mot Adam Szudi, men vid underläge med 5–9 i första set skärpte han spelet och vann med 12–10, 11–5, 11–5.
Anton Källberg fortsatte med att besegra ungerske ettan Andras Csaba med 3–1 i set innan Kristian Karlsson säkrade segern, trots skadan.
Sverige ställs mot Kroatien i åttondelsfinal på onsdagen.
