W 1940 roku do Karlina przybyła grupa 150 jeńców francuskich. W lutym 1945 r. przez Karlino przeszedł marsz śmierci jeńców alianckich z niemieckiego obozu jenieckiego Stalag XX B. Wobec zbliżającej się Armii Czerwonej w styczniu 1945 roku wydano rozkaz o ewakuacji ludności cywilnej, który dotarł do miasta dopiero w nocy 3 marca 1945 roku. Mieszkańcy zamierzali ewakuować się przez Dygowo i Kołobrzeg, jednak żołnierze sowieccy wysadzili most na Parsęcie i 4 marca zajęli miasto (w 1985 roku odsłonięto przy ul. Parkowej pomnik ku ich czci)Rada Ochrony Pomników Walki i Męczeństwa Przewodnik po upamiętnionych miejscach walk i męczeństwa lata wojny 1939–1945, Sport i Turystyka 1988, , s. 348.. Zabudowa miasta nie ucierpiała zbyt mocno.
Wkrótce miasto zostało przekazane polskiej administracji i wcielone do państwa polskiego. Dotychczasowych mieszkańców Karlina wysiedlono do Niemiec. Pierwsi polscy osadnicy pojawili się w mieście 20 marca 1945.
W związku ze znacznym zniszczeniem Kołobrzegu, Karlino pełniło funkcję siedziby władz powiatu do roku 1947. W 1958 roku miasto zostało przyłączone do powiatu białogardzkiego. W latach 1959-1972 miasto było siedzibą gromady Karlino, ale nie należało do niej. W latach 1950–1998 należało do województwa koszalińskiego.