Łącznie reprezentacji Rosji rozegrał 72 mecze i strzelił 17 bramek. Zawodnik zagrał też jedno spotkanie dla Wspólnoty Niepodległych Państw.
Kariera trenerska W kwietniu 2009 roku zastąpił Michaela Laudrupa na stanowisku trenera Spartaka Moskwa. Ze stanowiska zrezygnował w maju 2012 roku. Niedługo później, w listopadzie 2012 roku po raz drugi przejął drużynę po zwolnieniu Hiszpana Unaia Emeriego. Funkcję tę pełnił do marca 2014 roku, kiedy to zespół odpadł z rozgrywek o Puchar Rosji w spotkaniu z trzecioligowym FK Tosno.
W sezonie 2014/15 był szkoleniowcem hiszpańskiego RCD Mallorca.
Od listopada 2015 do czerwca 2016 trenował Torpedo Armawir, z którym spadł do trzeciej ligi – Wtoroj diwizion.
Od grudnia 2017 roku prowadził FK Rostów.
W lipcu 2021 roku został selekcjonerem reprezentacji Rosji. Rosja pod wodzą Karpina zakwalifikowała się do baraży o awans do Mistrzostw Świata 2022 po zajęciu drugiego miejsca w swojej grupie. Jednak 28 lutego 2022 FIFA i UEFA zawiesiły Rosjan w międzynarodowych rozgrywkach do odwołania z powodu jej inwazji na Ukrainę. 10 marca 2022 Karpin przedłużył kontrakt z reprezentacją narodową do końca roku, niedługo później powrócił na stanowisko trenera FK Rostów.