С 1990 по 1992 год Карлов Георгий был секретарем комитета ВЛКСМ ЮСГПИ на правах райкома ВЛКСМ. Входил в бюро горкома Южно-Сахалинского ВЛКСМ, был членом обкома Сахалинского ВЛКСМ. В 1993 году создал и возглавил производственно-коммерческое предприятие «Триумвират», занимавшееся торговлей, логистикой, производством товаров народного потребления.
С 1998 года по 2000 годы являлся слушателем Российской академии государственной службы при Президенте Российской Федерации, по окончанию которой ему была присвоена квалификация менеджера по специальности «Государственное и муниципальное управление».
С августа 1999 года Карлова назначили начальником департамента потребительского рынка, торговли и услуг администрации Сахалинской области, а в 2001 году - председателем комитета по промышленности и торговли Сахалинской области, который был создан путем слияния департамента и управления пищевой и перерабатывающей промышленности администрации Сахалинской области. В 2003 году возглавил выборный штаб кандидата в губернаторы Малахова И.П., а после его победы во втором туре в январе 2004 года был назначен вице-губернатором, руководителем аппарата администрации Сахалинской области.
В ноябре 2005 года после добровольной отставки вернулся в бизнес и возглавил ООО «Сахалинская инвестиционная корпорация» став президентом этой компании. По итогам 2011 года холдинг объединял 10 предприятий со штатной численностью более 1,5 тысяч сотрудников. В 2008 году Карлов был избран депутатом Сахалинской областной Думы V созыва и продолжал работать в этом статусе на неосвобожденной основе, совмещая основную работу с депутатской деятельностью.
В декабре 2011 года был избран депутатом Государственной Думы VI созыва в составе федерального списка кандидатов, выдвинутого Общероссийской общественной организацией «Деловая Россия» по спискам Всероссийской политической партией «Единая Россия». Член комитета по природным ресурсам, природопользованию и экологии, председатель подкомитета по водным ресурсам, курирует вопросы законодательного обеспечения развития водохозяйственного комплекса. Член Комитета ГД по региональной политике и проблемам Севера и Дальнего Востока.
На выборах 18 сентября 2016 года Карлов Георгий Александрович избран Депутатом Государственной Думы VII созыва от избирательного округа 0167, Сахалинский - Сахалинская область. Член фракции «Единая Россия». Является членом парламентского комитета по безопасности и противодействию коррупции.
За свою трудовую деятельность Карлов неоднократно поощрялся Почетными грамотами: администрации Сахалинской области, Министерства экономического развития, имеет ведомственные Почетные грамоты и благодарственные письма.
С 2011 по 2020 год, в течение исполнения полномочий депутата Государственной Думы Российской Федерации VI и VII созывов, Георгий Александрович Карлов выступил соавтором 75 законодательных инициатив и поправок к проектам федеральных законов.
Женат, воспитывает сына и дочь.