Han tjenestegjorde som løytnant ved Krigsskolen da tyske styrker invaderte Norge. Holmsen deltok i kampene på Lundehøgda som stabsoffiser i bataljon Torkildsen og i kampene på Lundehøgda og i trefningene mellom Ring og Brøttum, der han falt 21. april. Han ble i 1949 post mortem tildelt Krigskorset med sverd «for utvist tapperhet og mot under kampene ved Strandløkka og Lundehøgda i april 1940».