I 2000 ble han medlem av Folketinget for Københavns amtskrets, etter at Helle Degn ble fritatt fra vervet. Larsen var valgt fra Roskilde amtskrets 2001–2007, og var fra 2007 valgt fra Sjællands storkrets. Han nedla sitt mandat med virkning fra 1. oktober 2019, mandatet ble overtatt av Tanja Larsson.