林徽因，1904年（清光绪三十年）6月10日出生在浙江杭州陆官巷一个官宦世家，原名徽音，取自《诗经·大雅·思齐》：“思齐大任，父王之母。思媚周姜，京室之妇。大姒嗣徽音，则百斯男。”后来为与男作家林微音相区别，改名为林徽因。祖父林孝恂进士出身，历官浙江金华、孝丰等地。父亲林长民（1876～1925年，福建闽侯人）毕业于日本早稻田大学，擅长诗文、书画，曾任北洋政府司法总长等职。母亲何雪媛(1882～1972年，浙江嘉兴人)是林长民的第二个妻子。堂叔林觉民、林尹民均为黄花岗革命烈士。
1909年，五岁的林徽因随祖父母、姑母等迁居蔡官巷一宅院，并由大姑母林泽民发蒙读书。8岁，全家移居上海，住虹口区金益里，徽因与表姐妹们入附近虹口爱国小学，读二年级。1914年，因父亲林长民在北洋政府任职，举家迁往北京。1916年她就读于英国教会办的北京培华女子中学。1920年4月，随父游历欧洲，并以优异成绩考入伦敦St．Mary’s College（圣玛莉学院）学习。同时受到做建筑师的女房东影响，确立了献身建筑科学的志愿。翌年，随父回国，仍到培华女中续学。1924年6月，林徽因和梁启超长子梁思成同时赴美攻读建筑学。由于当时美国宾州大学建筑系不收女生，她改入该校美术学院，而主要仍选修建筑系的课程，实现了自己的志愿。1927年夏，从美术学院毕业后，又入耶鲁大学戏剧学院学习舞台美术设计半年。
林徽因在随父亲游历欧洲期间，结识了诗人徐志摩，并对新诗产生浓厚兴趣。1923年，新月社在北京初成立时，林徽因就经常参加新月社举办的文艺活动。1931年4月，她的第一首诗《谁爱这不息的变幻》以“徽音”为笔名，发表于《诗刊》第二期。以后几年中，又在《诗刊》《新月》《北斗》，天津《大公报》《文学杂志》等，先后发表了几十篇作品。大部分是诗歌，也有散文、小说、戏剧、文学评论以及翻译。她的诗歌融入了中国古典诗词以及西方唯美派的表现手法，以其丰富的感情和特有的意境，探索了生活和爱的哲理。她的散文行文简洁，文字活泼，知识性强，风格独特，可见西方语言特点与中国古典文化深厚功底渗透其中。数量不多，但成就颇大，特别是一些精辟而独到见解至今仍有借鉴价值。林徽因不但是一位诗人，还是新月派重要成员及组织者。她曾应聘为北平女子文理学院外语系讲授《英国文学》课程，负责编辑《大公报·文艺丛刊·小说选》，还担任《文学杂志》的编委。她经常参加北平文学界读诗会等活动。1936年，平津各大学及文化界发表《平津文化界对时局宣言》，向国民政府提出抗日救亡的八项要求，林徽因是文艺界的发起人之一。
在林徽因的著作中，建筑学家的科学精神和作家的文学气质糅合得浑然一体。她的学术论文和调查报告，不仅有严谨的科学内容，而且用诗一般的语言描绘和赞美祖国古建筑在技术和艺术方面的精湛成就，使文章充满诗情画意。由于她兼通文理，在建筑学和文学创作上都显露出惊人的才华，所以在20世纪30年代就享有“一代才女”的美誉。
1928年3月21日，林徽因与梁思成在加拿大温哥华姐姐（梁思顺）家结婚，之后二人共赴欧洲参观古建筑。8月，夫妻偕同回国，一起受聘于东北大学建筑系。林徽因在到职前曾应福州师范学校和英华中学之请，作《建筑与文学》和《园林建筑艺术》的演讲。又为其叔林天民设计福州东街文艺剧场。翌年，到东北大学讲授《雕饰史》和专业英语。从1930年到1945年，梁思成林徽因夫妇二人共同走了中国的15个省，200多个县，考察测绘了200多处古建筑物，使很多古建筑得到了全国乃至全世界的认识，从此得以保护。通过古建筑考察，林徽因和梁思成破解了中国古建筑结构的奥秘，完成了对古籍《营造法式》这部“天书”的解读。单独或与梁思成合作发表了《论中国建筑之几个特征》、《平郊建筑杂录》、《晋汾古建筑调查纪略》等有关建筑的论文和调查报告，还为署名为梁思成的《清式营造则例》一书写了绪论。这是一本研究我国古代建筑必读的重要工具书。
1931年，她受聘于北平中国营造学社。次年，为北平大学设计地质馆和灰楼学生宿舍。1938年，她为云南大学设计了具有民族风格的女生宿舍。
北平解放后，林徽因受聘为清华大学建筑系教授，担任《中国建筑史》课程并为研究生开《住宅概论》等专题课。1950年，她被任命为北京计画委员会委员，对首都城建总体规划提出了有远见的意见。她以极大的科学勇气和对人民、对历史负责的精神，反对拆毁城墙、城楼和某些重要古建筑物的错误主张，力主保存北京古城面貌，并提出修建“城墙公园”这个既能保存古文物又可供人民憩息的新设想。在明清古城墙拆毁时，梁思成和林徽因曾抚砖痛哭。1953年文化部组织的欧美同学聚餐会上，林徽因冲动地指着时任北京市副市长的吴晗说“你们真把古董给拆了，将来要后悔的！即使再把它恢复起来，充其量也只是假古董！”
在林徽因生命的最后几年里，她做了三件大事：参与国徽设计、参加天安门广场人民英雄纪念碑设计、改造传统工艺景泰蓝。
1949年7月，中华人民共和国成立前夕，政协筹委会决定把国徽设计任务交给清华大学和中央美院。清华大学由林徽因、李宗津、莫宗江、朱畅中等七人参加设计工作。1950年6月，经过三个多月的努力，清华大学和中央美院设计的国徽图案完成并在中南海怀仁堂评选，经周总理广泛征求意见，林徽因与梁思成领导的清华小组设计的国徽图案以布局严谨、构图庄重而中选。
1951年，林徽因与梁思成着手对我国景泰蓝传统工艺进行改造，不但挽救了濒临停业的景泰蓝、烧瓷等传统工艺，还设计了一批具有民族风格的新式图案，并为工艺美术学院培养了许多优秀的研究生。中国第一位从事景泰蓝专业设计的工艺美术大师钱美华，便师从于林徽因。
1952年，林徽因担任了人民英雄纪念碑建筑委员会委员，承担为碑座设计纹饰和花圈浮雕图案的任务。并对纪念碑的整体造型、结构提出了原则性的意见。设计人民英雄纪念碑是林徽因建筑人生的又一座丰碑。每当林徽因参与设计一个项目，考虑的首要问题就是建筑如何表现中国的民族形式。林徽因和梁思成一致主张，人民英雄纪念碑的设计应以碑的形式为主，以碑文为中心主题。这种以文字和书法表达纪念内容的传统方式设计的人民英雄纪念碑，既能简单明了地表达对鸦片战争以来跨越百年的无数人和事的纪念，又符合中国传统民族形式，体现出中国特色和中国气魄。
同年，她还参加中南海怀仁堂的内部装修设计，以及在北京召开的亚洲及太平洋区域和平会议。翌年，她当选为中国建筑学会第一届理事会理事。担任《建筑学报》编委、中国建筑研究委员会委员。1954年6月，她当选为北京人民代表大会代表。
1955年4月1日6时20分，在同肺病抗争了15年后，林徽因未及见到她参与设计的人民英雄纪念碑在天安门广场上矗立起来就与世长辞了，终年51岁。北京市人民政府把林徽因安葬在八宝山革命烈士公墓，人民英雄纪念碑碑建会决定将人民英雄纪念碑碑座雕饰试刻的一个样品——林徽因亲手设计的一方汉白玉花环刻样移作她的墓碑。墓体由梁思成亲自设计，由莫宗江用中国营造学社特有的字体勾画出“建筑师林徽因之墓”几个字，以最朴实、简洁的造型体现出她一生的追求和探索。