Im Jahr 1970 gewann Larsson den Europameistertitel über 400 m Freistil, 200 m Lagen und 400 m Lagen. Für diese Leistung wurde er mit der Svenska-Dagbladet-Goldmedaille geehrt. Bei den Olympischen Spielen 1972 in München wurde er dann sowohl über 200 m Lagen als auch über 400 m Lagen Olympiasieger. Ein Jahr später wurde er bei den ersten Schwimmweltmeisterschaften 1973 in Belgrad Weltmeister über 200 m Lagen.