1904年6月10日，林徽因出生於浙江杭州陸官巷。林徽因原名林徽音。徽音出自《詩經：大雅：思齊》：“思齊大任，文王之母。思媚周薑，京室之婦。大姒嗣徽音，則百斯男。”
為避免與同時代另一位男性作家林微音名字相混，1934年改名林徽因。
祖父林孝恂，清代光緒朝進士出身，授翰林院編修，後外放任浙江的海寧、孝豐、仁和、石門等州縣地方長官。
父親林長民（1876年生 ），字宗孟，為孝恂長子，1906年赴日本留學，不久回國，在杭州東文學校畢業，後再度赴日本早稻田大學習政治法律。
母親何雪媛，浙江嘉興人。生育二女一子，林徽因係長女，妹及弟均夭亡。
1909年林徽因隨祖父母遷居杭州蔡官巷，隨大姑母林澤民發蒙讀書。
1912年冬，林徽因隨祖父由杭州遷居上海，住”老巴子路”金益裏，入附近愛國小學讀書。
是年，林長民短期供職上海《申報》館。娶第三位夫人程桂林。程氏上海人，生育子女有：林燕玉、林桓、林恒、林暄、林煊。
1913年林長民被選為眾議院議員，任秘書長。母親何雪媛隨林長民赴北平同住，林徽因留滬。
1914年林徽因隨祖父赴北京與林長民同住，住處在北京前王公廠。
不及三月林徽因祖父病故。
1915年林長民留北京，家人遷居天津英租界。
1916年全家返回北京，林徽因入教會辦的培華女子中學讀書。
1918年林徽因與梁思成認識。
1920年林徽因隨林長民到歐洲旅行，並以優異成績考入 saintmary’s college（聖瑪麗學院）學習。
與徐誌摩在英國初識。
1921年隨林長民自歐洲回北京，繼續在培華女子中學學習。
1922年年初，梁思成拜望林徽因，隨即建立戀愛關係。梁思成受林徽因影響，立誌於建築事業。
10月，徐誌摩由倫敦回國，仍執意追求林徽因，但梁思成與林徽因戀情已深。
1923年發表譯作《夜鶯與玫瑰》。
1924年參加接待印度詩人泰戈爾，文載：”林小姐人豔如花，和老詩人挾臂而行，加上長袍白麵、郊荒島瘦的徐誌摩，猶如蒼鬆竹梅的一幅三友圖。”一時成為京城美談。
6月，與梁思成同往美國留學，就讀於賓州大學美術學院。
1927年2月6日，林徽因受美國費城教育會之托，致信在美國訪問的胡適，邀請他前往費城演講，也借此機會與胡適麵晤。約2月10日前後，胡適在費城教育會演講，並與林徽因長談。
6月，林徽因於美國賓夕法尼亞大學美術學院畢業，獲學士學位。又因成績優異被該校提升為建築係的”建築設計課兼任講師”。同時梁思成獲該校碩士學位。
6—9月，林徽因與梁思成一起在 paul p.crade建築事務所實習。
9月，林徽因進入耶魯大學戲劇學院 g.p.帕克教授工作室學習，成為我國第一個在國外學習舞台美術專業的學生。同時梁思成進哈佛大學準備博士論文。
1928年林徽因與梁思成結婚，婚禮在中國駐加拿大總領館舉行，婚後兩人同往歐洲考察遊覽。8月回國，受聘於沈陽東北大學建築係。梁思成任係主任、教授，林徽因任教授。
1929年女兒梁再冰出生。
1930年因患肺病住香山療養。
1931年先後發表詩《那一晚》《誰愛這不息的變幻》《仍然》《激昂》《一首桃花》《山中一個夏夜》《笑》《深夜裏聽到樂聲》《情願》及短篇小說《窘》。
9月，梁思成與林徽因應朱啟鈐聘請，離開東大，到中國營造學社供職。梁思成任法式部主任，林徽因為校理。