Nascido em 1953 em Gladsaxe, Copenhaga (Dinamarca), Lars Bay Larsen estudou na Københavns Universitet (Universidade de Copenhaga, Dinamarca). Foi nesta universidade que obteve o diploma de Ciências Políticas em 1976. Em 1978, inscreveu‑se novamente na Faculdade de Direito desta mesma Universidade, onde concluiu os seus estudos de Direito em 1983.

Depois de concluir os seus estudos universitários, foi nomeado funcionário no Ministério da Justiça dinamarquês, onde trabalhou entre 1983 e 1985. De 1985 a 1986, exerceu as funções de chefe de secção na Advokatsamfund (Associação Dinamarquesa das Ordens dos Advogados). Regressado ao Ministério da Justiça dinamarquês, desempenhou sucessivamente as funções de chefe de serviço de 1986 a 1991, de chefe de divisão de 1991 a 1995, de chefe do Departamento da Polícia de 1995 a 1999 e de chefe do Departamento Jurídico de 2000 a 2003. Foi também durante esse período que foi chamado a representar a Dinamarca junto do Comité K-4 de 1995 a 2000, do Grupo Central de Schengen de 1996 a 1998 e do Conselho de Administração da Europol de 1998 a 2000. Inscrito como advogado na Dinamarca desde 1991, foi em 2003 que a sua carreira se orientou para a magistratura e acedeu ao Højesteret (Supremo Tribunal, Dinamarca), onde exerceu as funções de juiz até 2006.

Por outro lado, a carreira de Lars Bay Larsen ilustra a frutífera complementaridade entre a prática e o ensino, porquanto foi, de 1984 a 1991, professor e, em seguida, de 1991 a 1996, professor associado de Direito da Família na Københavns Universitet. É professor de Direito Penal Europeu na Universidade do Luxemburgo desde 2008.

Juiz no Tribunal de Justiça de 11 de janeiro de 2006 a 7 de outubro de 2024. Vice-presidente do Tribunal de Justiça de 8 de outubro de 2021 a 7 de outubro de 2024.