Przez następne półtora roku Carlin dowodził 2. Brygadą, 1. Dywizją XX Korpusu. Uczestniczył w kampanii Tullahoma i późniejszej bitwie pod Chickamauga. Jesienią 1863 roku walczył na Lookout Mountain
i Missionary Ridge podczas bitwy o Chattanoogę. Latem 1864 roku dowodził swoją brygadą w kampanii atlantańskiej, biorąc krótki urlop podczas kampanii, aby powrócić do Illinois, aby się ożenić. Został awansowany na dowódcę dywizji przed bitwą pod Jonesboro we wrześniu. Następnie wziął udział w marszu Shermana do morza i zdobyciu Savannah w Georgii.