Karlsson öppnade starkt och var i ledning efter 2,6 kilometer, men tappade till tredje plats efter halva loppet.
Vid fem kilometer skiljde 2,7 sekunder upp till ettan Kerttu Niskanen, men det avståndet drygades bara ut och Niskanen var 16,5 sekunder före Karlsson i mål.
Norskan Anne Kjersti Kalvå blev tvåa – 12,7 sekunder bakom finländskan – med sin bästa världscupplacering i karriären. Hon hade tidigare en fjärdeplats som bäst.
I och med placeringen tar Frida Karlsson också in på Tiril Udnes Weng som fortsatt leder sammandraget, men det räcker alltså inte för att gå om norskan.
Skippade prispallen efteråt
Det var en darrande Karlsson som kom till SVT:s intervjumikrofon efter loppet. Hon fanns inte heller med på prispallen, då hon i stället behövde värma sig. Hennes pallplats gapade tom.
Temperaturen i Beitostölen var 16 minusgrader.
– Jag var väldigt kall, men fick sitta och värma mig så det var snällt, säger hon till SVT Sport.
Hur är det för dig att köra lopp i den här kylan?
– Det verkar inte passa mig jättebra med kyla, jag gillar när det är varmt, men är supernöjd med hur jag håller i hop lite. Jag öppnade nog lite för hårt i dag, säger Karlsson.
Johanna Hagström, som slutade på 22:a plats, tycker också att kylan påverkade mycket.
– Man blir helt stel efter varje uppförsbacke och kände att det brände i benen. Jag brukar inte köra med tumvantar så ofta så jag är svettig om händerna, men kall i övrigt, säger hon med ett skratt.
RESULTAT
Damer, 10 km:
1) Kerttu Niskanen, Finland, 26.56,3
2) Anne Kjersti Kalvå, Norge, +12,7
3) Frida Karlsson, Sverige, +16,5
4) Katharina Hennig, Tyskland, +23,0
5) Johanna Matintalo, Finland, +31,0
6) Jessie Diggins, USA, +33,8
7) Tiril Udnes Weng, Norge, +38,2
8) Rosie Brennan, USA, +39,8
9) Victoria Carl, Tyskland, +40,7
10) Jasmi Jönsuu, Finland, +48,6.
Övriga svenska placeringar:
20) Maja Dahlqvist +1.33,0
22) Johanna Hagström +1.39,9
32) Lovisa Modig +2.05,1
38) Jenny Solin +2.40,0
39) Ingrid Hallquist +2.40,4.