Karlsson sköt 3–2 till Vegas i andra perioden, efter att elegant ha passat fram och tillbaka med lagkamraten Noah Hanifin. Vegas hade då hämtat upp ett 0–2-underläge.
Med bara drygt tre minuter kvar i tredje kom dock en rejäl kalldusch för gästerna, som skrinnade ut på isen med 0–2 i matcher i bagaget, när Connor McDavid kvitterade för Edmonton.
Allt talade för förlängning när Karlsson med bara sekunder kvar lyckades knipa pucken bakom Edmontons kasse och passa fram Reilly Smith som fintade bort både back och målvakt och satte 4–3 när klockan visade 19.59.
I och med segern reducerade Vegas matchserien, som avgörs i bäst av sju, till 1–2.
I den andra kvartsfinalen som spelades natten mot söndag utklassade Carolina gästande Washington med 4–0 och Carolina leder nu matchserien med 2–1.