Karier Karyoto juga diwarnai dengan penugasan di Badan Narkotika Nasional (BNN). Pada 2016 dia menjabat sebagai Direktur Analis Pemutus Jaringan Internasional BNN.
Setelah itu dia dimutasi sebagai Analis Utama Kebijakan Utama bidang Pidkor Bareskrim Polri pada 2018.
Kariernya moncer saat dipercaya sebagai Wakapolda Sulawesi Utara pada 2018-2019 dan kemudian menjabat Wakapolda DIY pada 2019-2020.
Sejumlah kasus besar pernah ditangani Karyoto di KPK, di antaranya perkara suap Edhy Prabowo saat menjabat Menteri Kelautan dan Perikanan, kasus suap mantan Bupati Tanah Bumbu Mardani Maming, hingga kasus korupsi Gubernur Papua nonaktif Lukas Enembe.
Kapolri Jenderal Listyo Sigit Prabowo lalu menunjuk Karyoto sebagai Kabaharkam Polri menggantikan Komjen Mohammad Fadil Imran yang dirotasi menjadi Asisten Utama Kapolri Bidang Operasi (Astamaops).
Rotasi jabatan ini tertuang dalam dua surat resmi, yakni Nomor Kep/1186/VIII/2025 dan Nomor ST/1764/VIII/KEP./2025 yang diterbitkan pada Selasa (5/8/2025).