从1930年到1945年，梁思成和林徽因夫妇走遍了中国15个省，200多个县，考察测绘了古建筑物两百余个，获得了许多远溯唐宋的发现，很多古建筑就是通过他们的考察得到了世人的认识并加以保护，像河北赵州石桥、山西的应县木塔、五台山佛光寺等。梁思成夫妇的工作为中国古代建筑研究奠定了坚实的科学基础。林徽因还写下了有关建筑方面的论文、序跋等二十几篇，部分篇章为其与梁思成合著。 1948年年底，解放军包围了北平(现北京)。梁思成夫妇想到古城无数百年建筑可能毁于战火，日夜不眠，寝食不安。1949年年初的一天，两位解放军拿着一张北平军用地图突然来到梁思成家，他们要求梁思成夫妇用红笔圈出一切重要文物古迹的位置，以便被迫攻城时尽可能予以保护。这一举动让梁思成夫妇十分感动，随即消除了对共产党的疑虑。

　　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》等专题课题。新中国成立后，林徽因和梁思成焕发出前所未有的工作热情。梁思成创办了清华大学建筑系，夫妇二人共同执教于建筑系。 1950年，林徽因被任命为北京计划委员会委员，对首都城建总体规划提出了具有建设性的意见。1951年，她担任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。1952年，她参加中南海怀仁堂的内部装修设计，还参加在北京召开的亚洲及太平洋区域和平会议。林徽因还十分关心传统手工业的复兴，为濒临停业的景泰蓝、烧瓷等传统工艺品设计了一批具有民族风格的新式图案，并亲自参加试制。1953年5月，北京市开始酝酿拆除牌楼，对古建筑的大规模拆除开始在这个城市蔓延。梁思成因提倡以传统形式保护北京古城而多次遭到批判。目睹明清古城被野蛮拆毁，梁思成和林徽因夫妇抚砖痛哭，惋惜不已。时任北京市副市长的吴晗当时负责解释拆除工作。为了挽救四朝古都仅存的完整牌楼街不因政治因素毁于一旦，梁思成与吴晗发生了激烈的争论。不久，在文化部举办的文物界知名人士欧美同学聚餐会上，林徽因也与吴晗发生了一次面对面的冲突。她指着吴晗的鼻子大声谴责：“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！”