Lars Bay Larsen on syntynyt Gladsaxessa Kööpenhaminassa (Tanska) vuonna 1953. Hän on opiskellut Københavns Universitetissa (Kööpenhaminan yliopisto, Tanska), josta hän sai vuonna 1976 valtiotieteen tutkinnon. Vuonna 1978 hän kirjautui samaisen yliopiston oikeustieteelliseen tiedekuntaan, jossa hän suoritti oikeustieteen tutkinnon vuonna 1983.

Yliopisto-opintojen jälkeen hänet nimitettiin virkamieheksi Tanskan oikeusministeriöön, jossa hän työskenteli vuosina 1983–1985. Vuosina 1985–1986 hän toimi Advokatsamfundin (Tanskan asianajajayhteisö) jaostopäällikön tehtävissä. Tanskan oikeusministeriöön palattuaan hän toimi yksikönpäällikkönä vuosina 1986–1991, osastopäällikkönä vuosina 1991–1995, poliisiasiain osaston päällikkönä vuosina 1995–1999 ja oikeudellisen osaston päällikkönä vuosina 2000–2003. Samanaikaisesti hän toimi Tanskan edustajana K-4-komiteassa vuosina 1995–2000, Schengenin keskusryhmässä vuosina 1996–1998 ja Europolin hallintoneuvostossa vuosina 1998–2000. Lars Bay Larsen hyväksyttiin Tanskan asianajajayhteisön jäseneksi vuonna 1991, ja hän suuntasi tuomarin uralle vuonna 2003, jolloin hänestä tuli Højesteretin (ylin tuomioistuin, Tanska) jäsen. Hän hoiti siellä tuomarin tehtäviä vuoteen 2006 saakka.

Bay Larsenin ura osoittaa lisäksi, miten hedelmällisesti käytännön työtehtävät ja opetustehtävät täydentävät toisiaan, sillä vuosina 1984–1991 hän toimi opettajana ja vuosina 1991–1996 perheoikeuden apulaisprofessorina Københavns Universitetissa. Vuodesta 2008 hän on toiminut eurooppalaisen rikosoikeuden opettajana Université du Luxembourgissa (Luxemburgin yliopisto).

Unionin tuomioistuimen tuomari 11.1.2006–7.10.2024. Unionin tuomioistuimen varapresidentti 8.10.2021–7.10.2024.