Für den 21-Jährigen sei nach dem Unglück in seinem Heimatgebiet Nischni Nowgorod rund 400 Kilometer östlich von Moskau jede Hilfe zu spät gekommen.
Das meldete die Agentur Interfax am Sonntag unter Berufung auf die Rettungskräfte.
Russlands Verband geschockt
Der russische Skiverband bestätigte den Tod Karelins. In dem Fahrzeug seien noch zwei weitere Personen gewesen, die schwer verletzt überlebten.
"Der Tod eines solchen Ausnahmesportlers erfüllt uns mit tiefer Trauer. Pavels Tod ist ein großer Verlust für den russischen Sport", sagte ein Sprecher des Verbandes.
Olympia-Hoffnung
Karelin galt als eine der russischen Hoffnungen für die Olympischen Winterspiele 2014 in Sotschi.
Beim Neujahrsspringen in Garmisch-Partenkirchen hatte er heuer Platz zwei belegt und damit seinen ersten Podestplatz im Weltcup erreicht.
Auch im Sommer-Grand-Prix stellte er sein Können mit mehreren Top-Ten-Platzierungen unter Beweis.