Dzimis 1953. gadā Gladsaksē (Gladsaxe) Kopenhāgenā (Dānija), Lars Bay Larsen studē Københavns Universitet (Kopenhāgenas Universitāte, Dānija). 1976. gadā tur iegūst diplomu politikas zinātnēs. 1978. gadā iestājas šīs pašas universitātes Juridiskajā fakultātē un 1983. gadā iegūst diplomu tiesību zinātnē.

Pēc universitātes studiju beigām tiek iecelts par ierēdni Dānijas Tieslietu ministrijā, kur strādā no 1983. līdz 1985. gadam. No 1985. līdz 1986. gadam ir nodaļas vadītājs Advokatsamfund (Dānijas Advokātu kolēģiju apvienība). No jauna iestājies dienestā Dānijas Tieslietu ministrijā, viņš secīgi ieņem dienesta vadītāja amatu no 1986. līdz 1991. gadam, nodaļas vadītāja amatu no 1991. līdz 1995. gadam, Policijas departamenta vadītāja amatu no 1995. līdz 1999. gadam un Juridiskā departamenta vadītāja amatu no 2000. līdz 2003. gadam. Līdztekus tam pārstāv Dāniju K‑4 komitejā no 1995. līdz 2000. gadam, Šengenas Centrālajā grupā no 1996. līdz 1998. gadam un Eiropola valdē no 1998. līdz 2000. gadam. Uzņemts Dānijas Advokātu kolēģijā 1991. gadā, viņš virza savu karjeru uz tieslietu jomu, 2003. gadā kļūst par Højesteret (Augstākā tiesa, Dānija) tiesnesi un pilda šos pienākumus līdz 2006. gadam.

L. Bay Larsen karjerai raksturīga auglīga savstarpējā papildināmība starp juridisko praksi un darbību izglītības jomā: no 1984. līdz 1991. gadam viņš ir Kopenhāgenas Universitātes pasniedzējs un pēc tam – no 1991. līdz 1996. gadam – asociētais profesors ģimenes tiesībās. Kopš 2008. gada pasniedz Eiropas krimināltiesības Luksemburgas Universitātē.

Tiesas tiesnesis no 2006. gada 11. janvāra līdz 2024. gada 7. oktobrim. Tiesas priekšsēdētāja vietnieks no 2021. gada 8. oktobra līdz 2024. gada 7. oktobrim.