1934年8月，梁思成、林徽因、費正清和費慰梅相聚在山西汾陽一帶亞瑟·哈默博士的磨坊，在那裏，他們開始了對當地古代建築的研究。幽靜的山穀裏流淌著清澈的溪水，那輕風撫過溪水帶起的清涼，以及生長得十分茂盛的楊樹下斑駁的樹萌，都讓四人的身心感到無比舒暢。每一天，他們四人就在這世外桃源般的山穀中一起吃飯，一起休息，一起做研究。費正清和費慰梅夫婦還帶來了中文課本和作業，利用有限的時間複習他們的功課。
在考察古代建築的過程中，他們的分工很明確，林徽因負責抄錄寺廟上的重要碑文，起草野外考察報告，並將寫好的報告發給《彙刊》；梁思成負責擬製考察計劃，為建築拍照並做好詳細的記錄；費正清和費慰梅在梁思成和林徽因的培訓下，漸漸對測量等工作熟悉起來，於是他們負責對建築進行測量。
考察進行得很順利，正當他們準備向汾水下遊前進時，閻錫山已經開始對汾水東岸的公路進行改造，目的是阻擋南來的蔣介石的軍隊。山穀中的偏僻和閉塞使梁思成和林徽因等人在很久之後才得知公路被改造的消息，然而這並未阻擋他們前進的腳步，他們帶上臨時住宿需要用的行李，改變了路線，從一條土路向汾水下遊前進。一路上，他們寄居過寺廟，住過旅店，也在門樓中短暫留宿過。當他們到達霍州時，一對好心的傳教士夫婦熱心地接待了他們。那些有趣的寺廟早已被士兵們占據了，他們隻得在霍州城內考察了一些簡單和相對重要的寺廟，謝過這對善良的夫婦便離開了。
終於，當他們曆經了許多磨難到達了趙州城後，卻並沒有發現值得他們興奮的建築。在考察過霍山山脈南端的上下廣勝寺後，他們踏上了返回峪道河的旅途。經過一連串的長途跋涉，林徽因的身體顯然有點吃不消了，而梁思成由於身體行動不算太方便，也準備回去了。兩對夫婦就這樣告別了彼此，留下了一段美好的記憶。
之後的日子裏，林徽因和梁思成繼續著他們的考察和整理。
也許是因為太過於辛勞，林徽因的肺結核又一次犯病了。當她犯病住進了協和醫院的病房裏時，梁思成還在為了修繕北京的眾多寺廟高塔而忙碌著。大夫要求林徽因臥床休息三年，而對於林徽因而言，要將三年的時間浪費在醫院中，那實在是一件難以忍受的事情。她與大夫談條件，希望將休息的時間縮短為六個月，至於之後的日子，她可以將一位專業的護士請到家中照顧她的身體，這樣即使她不能夠去野外考察，至少還可以在家中安心寫作。
1935年，日本的入侵促使那些設立在北京的國立大學不得不準備向南遷移。遷移的同時，那些收藏在學校圖書館裏的重要圖書和科學儀器也都被運送到了安全的地方。營造學社雖然隻是一個學術團體，但學社中所藏有的那些文獻和記錄卻都是無比珍貴的，梁思成意識到這一點，於是他組織學社的職員們一起將這些文獻和記錄打包，轉移到安全的地方。文件的數量多得驚人，梁思成加入營造學社的這幾年裏，已經帶領他的團隊整理並收錄了太多的資料，如今想要將它們整理打包，確實花費了不少的時間。就在他組織職員們打包學社的資料時，林徽因則在家中忙碌地整理著，她將家中的各種物品一樣樣搜尋出來，分門別類地整理，一些無用的東西被她燒掉或扔掉了，而另一些多餘的則被她賣掉或者送給了別人。
同年年末，天津《大公報》被日本人下令無限期停刊，取而代之的是聯合亞洲先驅報。這份報紙得知林徽因文采出眾，邀請她專門為報紙的文藝副刊提供稿件。這讓林徽因感到十分氣憤，她拒絕了報社的邀請，而梁思成則把那份邀請函扔進了熊熊的火爐。邀請函在火爐中很快變成了灰燼，漸漸消失在爐火中。
1935年12月9日，“一二·九”愛國學生運動爆發了，梁家和林家的一些年輕人也參加了遊行。在這次遊行中，林徽因的弟弟林恒失蹤了，林徽因緊張得徹夜未眠，梁思成也急切地四處尋找，終於在第二天找到了身受重傷的林恒。所幸，林恒的傷勢並沒有給他留下什麼後遺症，隻是他因此從清華退學，報考了航空學校。梁思成的小妹妹梁思懿因為帶領學生遊行，名字被列入了追捕人員的名單，林徽因為了保證她的安全，將她喬妝後送去了武漢。