Karatsev är rankad 15:e i världen och var toppseedad i turneringen. Det här är första gången Elias Ymer, som själv är rankad 163:a, slår en topp-20-rankad spelare i karriären.
Bakom segern låg ett starkt servande av svensken. Han svarade för 10 serveess och vann 80 procent av poängen på sin förstaserve.
– Jag är verkligen glad. Det här är stort för mig. Jag har kämpat mycket och idag servade jag fantastiskt.
– Jag hoppas verkligen att jag kan fortsätta spela så här, säger Ymer som nu möter italienaren Stefano Travaglia, rankad 93:a i världen, i kvartsfinal.
KLIPP: Rafael Nadal vinner sin 21:a grand slam (30 januari)