人民英雄紀念碑從１９４９年９月３０日毛澤東破土奠基，到１９５６年７月建成，經歷了７年時間。
林徽因生前沒有看到紀念碑的落成，但她生命的最後幾年一直與這項工作緊密相聯。
參與主持這項工作的有黨和國家領導人，有建築學家、工程專家、雕塑家、美術家、歷史學家，因此，設計思想很長時間得不到統一。
有人主張以巨型雕塑體現英雄形象，有人主張建成歐洲古典的“紀念柱”或埃及的“方尖碑”樣式，還有人主張建成一座“小天安門”：下面是大平台，平台上立碑，平台側面開門，裡面有展廳、展室及廁所等設施。
徽因和思成非常擔心天安門前建築群的和諧感會被這樣的一座建築所破壞。
梁思成和林徽因收集了古今中外許多紀念性建築的資料，反复比較、討論，繪製了一張又一張草圖。最後形成了他們自己比較滿意的設計方案。
１９５２年夏，鄭振鐸主持召開會議，決定碑身採用梁思成的設計方案，對碑頂暫作保留；因為有人堅持要在碑頂上放置英雄群像雕塑，梁思成堅決不同意。
１９５４年１１月，北京市人民政府開會，彭真市長拍板，碑頂採用梁思成的建議，建成我們現在看到的“建築頂”。同時決定放棄碑頂的雕塑，因為碑高４０米，上面放置群雕，無論遠近都看不清楚；而且主題混淆，互相衝突。
當梁思成忙於紀念碑整體的設計時，林徽因則忙於紀念碑基座上的花圈、花環等雕飾圖案的設計。
她對世界各地區的花草圖案進行了反復對照、研究，描繪出成百上千種花卉的圖案，有時是一朵花，有時是一片葉，還有靈感來時匆匆勾出的草圖，就像一個樂句，幾個音符。
枕畔、床頭、書桌前、沙發旁，到處都是一沓沓圖紙。
林徽音對自己的工作挑剔到了嚴苛的地步，連素以認真著稱的梁思成也有些不忍。
梁思成揀起林徽因廢棄在一邊的大堆圖紙看著，那些或細膩凝重、或精緻華美的圖案吸引著他。
徽因筆下靈動的畫稿如同她筆下那些靈動的詩句一樣，讓思成愛不釋手。他知道徽因性急，哪天嫌這些畫稿礙事，她就會讓女傭燒掉了事。
思成認定這些畫稿是有價值的，他找來一個紙箱，在徽因廢棄的畫稿堆中挑了一些裝進箱裡保存了起來。
這些草圖後來毀於“文革”浩劫中。
在成百上千種圖案中，徽因和思成最後選定了以橄欖枝為主體的花環圖案，還有牡丹、荷花、菊花組成的花卉圖案，用以像徵革命烈士高貴、純潔和堅韌的品格精神。
這些圖案後來雕刻在人民英雄紀念碑的碑座上。那是一組華美而渾厚、輕盈而奔放的藝術音符，鐫刻在巨大的碑座四側，譜成了紀念人民英雄的雄渾樂章。
１９５２年的夏天，林徽因正忙著為即將在北京召開的亞太地區和平會議的各國代表們準備禮物，她的身體感到了不適。