Detta är första gången som Karjakin slår Carlsen med de vita pjäserna.
– Jag är mer än nöjd. Detta var ett mycket intressant parti. Det var en helt vild kamp. Magnus kunde ha försvarat sig bättre efter tidskontrollen, säger Karjakin till VGTV efter vinsten.
Karjakin leder därmed med 4,5 mot 3,5 poäng inför de sista fyra partierna.
VM-duellen spelas i mer än tolv partier, men slutar när en av spelarna har nått 6,5 poäng. Nästa parti spelas på torsdag, svensk tid.