Larsen ble arrestert den 20. august 1943, etter at Gestapo oppdaget et dynamittlager i kjelleren hans. Han hadde også skjult en flyktning, Helge Hansen, i tre uker i januar 1943. Arrestasjonsgrunnlaget inkluderte illegal virksomhet, oppbevaring av sprengstoff og å ha skjult en flyktning. Etter arrestasjonen ble han først holdt i Fengsel A, før han ble overflyttet til Grini fangeleir den 20. september 1943, hvor han ble tildelt fangenummer 12934.