Setahun kemudian, Karyoto jadi Penyidik Utama Tingkat II Dit III/Kor dan WCC Bareskrim Polri.

Setelah itu, pada tahun 2011, Karyoto ditunjuk menjadi Kasubdit III Ditipidkor Bareskrim Polri.

Kariernya pun semakin menanjak ketika dirinya kembali ditunjuk menjadi Kapolresta di Polresta Barelang pada tahun 2012.

Dua tahun berselang, sosok yang merupakan besan dari Gubernur Jawa Barat, Dedi Mulyadi ini, menjabat sebagai Dirreskrimum Polda DI Yogyakarta.

Pada tahun berikutnya, dia ditarik kembali ke Bareskrim Polri dan menjabat sebagai Analis Kebijakan Madya Bidang Pideksus.

Lalu, di tahun 2016, Karyoto menjabat sebagai Direktur Pemutus Jaringan Internasional Badan Narkotika Nasional (BNN).

Karyoto mulai pecah bintang pada tahun 2018 saat ditunjuk menjadi Wakapolda Sulawesi Utara. Setelahnya, dia juga sempat menjabat sebagai Wakapolda DI Yogyakarta di tahun 2019.

Setelah itu, dia sempat ditugaskan sebagai Deputi Penindakan di Komisi Pemberantasan Korupsi (KPK) pada 14 April 2020.

Kemudian, pada tahun 2021, Karyoto sempat digadang menjadi Kabareskrim menggantikan Listyo Sigit yang ditunjuk oleh Presiden ke-7 RI, Joko Widodo (Jokowi) menjadi Kapolri.

Namun, dia seakan enggan untuk menjabat posisi prestisius tersebut dan tetap ingin bekerja di KPK.

Akhirnya, jabatan itu pun diemban oleh Komjen Agus Andriyanto yang kini menjabat sebagai Menteri Imigrasi dan Pemasyarakatan (Imipas) di pemerintahan Presiden Prabowo Subianto dan Wakil Presiden Gibran Rakabuming Raka.

Pada tahun 2023, Karyoto menjabat sebagai Kapolda Metro Jaya menggantikan Fadil Imran yang promosi menjadi Kabaharkam Polri.

Kini, dia resmi menjadi jenderal bintang tiga polisi setelah juga menggantikan Fadil Imran sebagai Kabaharkam Polri.

Punya Harta Rp11,5 M

Berdasarkan Laporan Harta Kekayaan Penyelenggara Negara (LHKPN) periodik 2024 yang dilaporkan ke KPK pada 10 Maret 2025, Karyoto tercatat memiliki total harta sebesar Rp12.040.000.000 (Rp12 miliar).