De 18-jarige middenvelder, die zijn debuut maakte in de elitecompetitie van Europa, had net een routinematige pass gespeeld toen hij plotseling op het gras ging zitten en om medische hulp vroeg.
Hij werd onmiddellijk geholpen door de clubartsen en naar het ziekenhuis vervoerd voor verder onderzoek.
Dortmund bevestigde later dat de Griekse international last had van circulatieproblemen.
"Konstantinos Karetsas moest het veld verlaten vanwege circulatieproblemen," zei de club in een verklaring. "Kosta maakt het goed onder de omstandigheden en is op weg naar het ziekenhuis voor verdere testen."
Manager Niko Kovac sprak over het voorval na de 3-2 overwinning van zijn ploeg en onthulde dat hij de selectie tijdens de rust had gerustgesteld dat hun teamgenoot in een stabiele toestand verkeerde.
"Het zijn circulatieproblemen. Hij is in het ziekenhuis en wordt onderzocht. We weten nog niet meer details, dus begrijp alsjeblieft dat ik er verder niets over kan zeggen," zei Kovac.
"Maar ik heb mijn team tijdens de rust verteld dat alles in orde is. Ze zijn natuurlijk bezorgd."
Technisch directeur Ole Book deelde die zorgen, en gaf toe dat het voorval een schaduw over het resultaat had geworpen.
"We weten niet veel meer. Het kwam heel plotseling, hij ging zitten en werd naar het ziekenhuis gebracht voor verder onderzoek, waar hij nog steeds is. We wachten nu. Dat drukt de stemming zeker."
"Hij was daarvoor niet ziek. Het feit dat hij de laatste training miste, had andere redenen; hij had daar een paar verschillende problemen."
Managing director Lars Ricken beschreef de inzinking als iets dat "uit het niets" kwam, en voegde eraan toe dat er geen waarschuwingssignalen waren in de aanloop naar de wedstrijd.
Karetsas kwam in juli van KRC Genk naar Borussia Dortmund voor een bedrag van €30 miljoen en was een van de belangrijkste zomeraankopen van de club.
De voormalige Belgische jeugdinternational werd verwacht een centrale rol te spelen in Dortmunds Europese campagne, samen met medespeler Giannis Konstantelias, die vorige maand op zijn Bundesliga-debuut een seizoen beëindigende kruisbandblessure opliep.
De club heeft aangegeven dat verdere updates over de toestand van Karetsas zullen worden verstrekt zodra de ziekenhuisonderzoeken zijn voltooid.