Карлов был застрелен 19 декабря 2016 года на открытии в Анкаре фотовыставки "Россия от Калининграда до Камчатки глазами путешественника". Нападение совершил сотрудник полиции Мевлют Мерт Алтынташ, он был ликвидирован силами безопасности.