不远万里赴美国留学，却得知建筑系不招女生。她便“曲线救国”，在美术系注册，但选修了建筑学的全部课程。她全身心投入课业，优异的成绩使她成为课程助教。在接受美国一家报纸的采访时，她自信地说：“我要带回什么是中西方碰撞的真正含义。”——学成归国，她与梁思成受聘于东北大学，创建建筑系，将留学时的经验用于学校。林徽因还设计了东北大学“白山黑水”的校徽。
林徽因早年患肺疾，抗战期间颠沛流离，病情加剧为肺结核。但哪怕身患重疾（肺结核在当时属于不治之症），她依然与梁思成一路餐风露宿、翻山越岭，走遍中国15个省、200多个县，考察测绘了200多处古建筑。尤其是骑着毛驴寻觅到佛光寺时，身体羸弱的林徽因，亲自爬上长梯测量。
当时民生凋敝，考察路途异常艰辛，林徽因的考察日记里写到：
“行三公里雨骤至，避山旁小庙中。六时雨止，沟道中洪流澎湃，不克前进，乃下山宿大社村周氏宗祠内。终日奔波，仅得馒头三枚，晚间又为臭虫蚊虫所攻，不能安枕尤为痛苦。”
然而，林徽因却甘之如饴。两人寻访古桥、古堡、古寺，透过岁月的积尘，勘定年月、揣摩结构、计算尺寸、绘制图片、拍照归档。这些实际考察，也使梁思成破解了中国古建筑结构的奥秘，完成了对“天书”《营造法式》的解读，林徽因为这本书所作的绪论，亦是建筑史里的一大成绩。
