就在梁思永去世一年差一天的時候，與其同庚的林徽因於北京醫院病逝，時為1955年4月1日。
抗戰勝利，國民政府各機構準備復員，在李莊的梁思成、林徽因夫婦實際主持的中國營造學社，由於經費來源斷絕，面臨著兩種抉擇：一是率領本部人馬投奔復員後的清華大學這個學界重量級山頭，於清華園設系建院，打拼出屬於自己的一塊地盤，以便立穩腳跟，創造輝煌；二是將本部人馬徹底與中央博物院籌備處合併（南按：為了飯碗問題，梁思成等人的編制配額已在中博名下），由梁思成出任中央博物院籌備處主任，統領全局，創造另一方天地。經過一陣反复思考斟酌，最後梁、林還是選擇了投奔清華大學。關於此事，李濟後來在致費慰梅的信中曾有所提及。李說：“二次大戰結束後，我決定辭去中央博物院籌備處主任一職，當時我推薦思成來擔任，他沒有接受。杭立武繼我之後出任此職。”
就當時的條件和個人感情而言，梁、林自然更傾向於清華，因為複員後的中博籌備處在國民政府首都南京，清華則在北平。南京與梁、林夫婦沒有多少瓜葛，而北平則是二人的前輩和整個家族在此棲息坐臥的地方，這裡鐫刻著梁、林兩個家族的歷史印痕，也留下了梁思成、林徽因各自的青春和夢想。北平有令人難以忘懷的“太太的客廳”，以及在客廳中培植起來的相濡以沫的鐵桿朋友，如張奚若、錢端升、老金、陳岱孫、周培源等。而這一切溫馨而美好的記憶，是首都南京所不曾有、以後也很難再有的。正如林徽因於戰後的昆明致費慰梅信中所言：“我們是在遠離故土，在一個因形勢所迫而不得不住下來的地方相聚的。渴望回到我們曾度過一生中最快樂的時光的地方，就如同唐朝人思念長安、宋朝人思念汴京一樣。”
正是基於這樣一種心理情結，梁思成早在抗戰勝利前的3月9日，就致信梅貽琦，建議清華大學增設建築學系，戰後再成立建築學院。梅貽琦接受了這一建議，並擬聘梁為建築學系主任。按梅的設想，戰後的清華不只是增設建築學系，還要增設考古人類學系、語言人類學係等多個系院，並欲將傅斯年從清華挖走的幾員大將如陳寅恪、趙元任、李濟，再加上清華出身的李方桂等重量級學術大師，全部招募到自己旗下，重展當年清華研究院的雄風威勢，這一輝煌的構想從1946年3月1日，清華文學院院長馮友蘭自昆明聯大寫給李濟的信中可以看出。信中說：“茲謹將清華聘書寄上，乞將應聘書擲下為感。兄所任功課總以考古及人類學為限……清華習慣系主任職責最重。語言人類學系主任一職，將俟方桂、元任及兄諸公到後再為商定。”令梅、馮二人大為遺憾的是，這一計劃最終未能實現，李方桂、趙元任一直留在美國未能回歸，李濟留在了南京中央研究院史語所，只有雙目失明的陳寅恪一人輾轉回到了他記憶中的清華故園。
同離鄉背井的所有知識分子一樣，抗戰勝利令林徽因驚喜異常，但由於八年離亂，長期流亡異鄉，且又一直遭受病痛與貧困的折磨，此時的林徽因雖正值盛年卻是形貌憔悴蒼老，宛如風中殘燭，最後的光焰即將熄滅。 1945年初秋，林氏在李莊致信重慶的費慰梅談到自己的病情：
“使我煩心的是比以前有些惡化，尤其是膀胱部位的劇痛，可能已經很嚴重。”
就在此種病痛折磨中，林徽因依然沒有放棄她在學術上的追求和思考，趕在復員之前堅持寫完了醞釀已久的學術論文《現代住宅的參考》，在《中國營造學社彙刊》第七卷、第2期發表。同時作為這一期《彙刊》的主編，林徽因在撰寫的“編輯後語”中指出：“戰後復員時期，房屋將為民生問題中重要問題之一。”這一極具前瞻性眼光的學術觀點，很快得到了應驗。
1945年11月初，在枯水期來臨之際，林徽因在梁思成陪同下，乘江輪來到重慶，住進上清寺聚興村中央研究院招待所，準備檢查身體和接受醫療。這是林徽因流亡李莊五年多來首次出行，自此便永遠地離開了這個令她終生難忘的江邊古鎮。
林徽因來到重慶，受到傅斯年等人的熱情關照，在好友費慰梅幫助下，梁思成請來了在重慶中國善後救濟總署服務的著名美國胸外科醫生里奧·艾婁塞爾（Leo Eloesser）為其做了檢查。艾婁塞爾斷定：林徽因的兩片肺和一個腎都已感染，在幾年內，最多五年，就會走到生命的盡頭。
就在這個期間，外界傳出林徽因病故的消息。淪陷期間蟄居上海的作家李健吾得知這一兇訊，在《文匯報》發表了《咀華記餘·無題》一文，表達了對林徽因與另外三位女性作家的思念。文中說：“在現代中國婦女裡面，有四個人曾經以她們的作品令我心折。我不想把他們看作流行的'女作家'，因為侮辱她們，等於傷害我的敬意。好像四種風，從四個方向吹來，他們從不同的社會角落出來，傳統不同，環境個別，因而反應和影響也就不能屬於一致，有時候也許完全相反。一位從舊禮教中出來的丁玲，綺麗的命運挽著她的熱情永遠在向前跑；一位是溫文爾雅的凌叔華，像傳教士一樣寶愛她的女兒。像傳教士一樣說故事給女兒聽；一位是時時刻刻被才情出賣的林徽因，好像一切有歷史性的多才多藝的佳人，薄命把她的熱情打入冷官；最後一位最可憐，好像一個嫩芽，在希望長成一棵大樹，但是蟲咬了根，一直就在掙扎之中過活，我說的是已經證實死了的蕭紅。”又說：“但是，我前面舉出的四位作家，死的死（據說林徽因和蕭紅一樣，死於肺癆），活的活……林徽因的聰明和高傲隔絕了她和一般人的距離。”
就在這篇文章發表不久，李健吾確切地得知了林徽因尚活在人間的消息，驚喜之餘又寫了一篇題為的文章，表達他的感佩敬意之情。文中說：“足足有一個春天，我逢人就打聽林徽因女士的消息。人家說她害肺病，死在重慶一家小旅館，境況似乎很壞。我甚至於問到陌生人。人家笑我糊塗。最後，天彷彿有意安慰我這個遠人，朋友忽然來信，說到她的近況，原來她生病是真的，去世卻是誤傳了。一顆沉重的愛心算落下了一半。”
當李健吾發表此文時，已轉入戰後美國駐華使館新聞處工作的費正清夫婦，表示邀請林徽因到美國長住和治病，林卻以“我要和我的祖國一起受苦”為由婉言拒絕了。
1946年2月15日，林徽因乘飛機赴昆明休養，與她日夜思念的清華老朋友張奚若、錢端升、老金等人相會於張奚若家中，其“他鄉遇故知”的喜悅心情，正如林徽因在致費慰梅的信中所言“在這個多事之秋的突然相聚，又使大家滿懷感激和興奮。直到此時我才明白，當那些缺少旅行工具的唐宋時代詩人們在遭貶謫的路上，突然在什麼小客棧或小船中或某處由和尚款待的廟里和朋友不期而遇時的那種歡樂，他們又會怎樣地在長談中推心置腹！”又說：“我們的時代也許和他們不同，可這次相聚卻很相似。我們都老了，都有過貧病交加的經歷，忍受漫長的戰爭和音信的隔絕，現在又面對著偉大的民族奮起和艱難的未來……我們的身體受到嚴重損傷，但我們的信念如故。”儘管此時的林徽因疾病纏身，但在這飄灑著詩意的字裡行間，仍透出一股倔犟得近似強悍的激情和精神。像當年林徽因一家離開北平踏上流亡之路一樣，林徽因對中國在戰爭中的前景以及整個民族的未來，始終抱有堅強、必勝的信念，她給費慰梅的信正是這種信念和心理的真實寫照。
林徽因在昆明的朋友處繼續休養，梁思成則因料理復員事宜提前回到了李莊，為他的英文本《圖像中國建築史》作最後一部分的撰寫。這部見證了作者流亡苦難和民族抗戰史的著作，終於趕在復員前全部完成。梁思成在“前言”中滿含深情地寫道：
最後，我要感謝我的妻子、同事和舊日的同窗林徽因。二十多年來，她在我們共同的事業中不懈地貢獻著力量。從在大學建築系求學的時代起，我們就互相為對方“幹苦力活”。以後，在大部分的實際調查中，她又與我做伴，有過許多重要的發現，並對眾多的建築物進行過實測和草繪。近年來，她雖然罹重病，卻仍葆其天賦的機敏與堅毅。在戰爭時期的艱難日子裡，營造學社的學術精神和士氣得以維持，主要應歸功於她。沒有她的合作與啟迪，無論是本書的撰寫，還是我對中國建築的任何一項研究工作，都是不可能成功的。
這個“前言”，是一個丈夫對妻子的讚譽，更是一位獨立的學者對另一位學者、同事的摯誠感念。
這年7月初，林徽因、粱思成分別自昆明與李莊會聚重慶，並拜訪在此辦理復員事宜的梅貽琦，對複員後的工作計劃進行了詳談。 7月31日，在焦急地等了近一個月後，梁、林夫婦與金岳霖等清華教授，自重慶乘西南聯大包租的專機飛抵北平，踏上了離別九年的故園。
回到北平的梁氏夫婦與老金等人暫住在宣武門內國會街西南聯大復員教職員工接待處。此次重返北平，難免有一種“國破山河在，城春草木深”的感概。遙想九年前的北平，差不多就在同樣的時刻，隨著國民黨軍潰退的何基灃將軍，面對淪陷的北平和緊隨不捨的青年學生們喊出了：“北平——我們還要回來的！”的豪邁誓言。想不到真的回來時，悠忽已是九個年頭的時光。面對熟悉又陌生的古城舊地，梁、林夫婦與老金等清華教授們於激動中蘊涵著辛酸的淚水，可謂悲欣交集，千言萬語不知如何表達。正如梁從誡所說：“母親愛北平。她最美好的青春年華都是在這裡度過的。她早年的詩歌、文學作品和學術文章，無一不同北平血肉相關。九年的顛沛生活，吞噬了她的青春和健康。如今，她回來了，像個殘廢人似的貪婪地要重訪每一處故地，渴望再一次串起記憶裡那斷了線的珍珠。然而，日寇多年的蹂躪，北平也殘破蒼老了，雖然古老的城牆下仍是那護城河，藍天上依舊有白鴿掠過，但母親知道，生活之水不會倒流，十年前的北平同十年前的自己一樣，已經一去不復返了。”
不久，梁思成一家搬入清華大學教授宿舍新林院八號，梁思成正式出任清華大學營建系（後改為土木建築系）主任，林徽因以特邀教授身份參加創辦新系的工作（南按：根據夫婦不能在清華同時任教的規定，林為特邀人員而非清華正式教員）。原中國營造學社的人員除王世襄轉入故宮博物院外，劉致平、莫宗江、羅哲文，連同梁思成原來的學生吳良鏞等一干人馬，全部投奔到以梁思成為掌門人的清華營建系門下任教。 ——一個全新的格局在柳絮飄動，荷花蕩漾的水木清華形成，中國營造學社完成了它的歷史使命，就此成為一件珍貴的標本，鑲嵌於中國文化史的一頁。也就在這一年，從李莊憲群女子中學穿著草鞋走出來的梁再冰，幸運地考入北京大學西方語言文學係就讀。 1947年3月，費慰梅欲返國就職，在離開中國前，專程從南京飛北平與林徽因、金岳霖等朋友話別，這是他們最後一次見面，自此遙天相隔，只能彼此在心中念叨了。同年冬，結核菌侵入林徽因一個腎體內，必須手術切除。林氏帶著渺茫的希望入住醫院，並留下遺書樣的信函致費慰梅，內有“再見，親愛的慰梅！”等告別的傷感之語。所幸手術意外取得成功，林徽因又從死神的擁抱中掙脫出來。但整個健康狀況進一步惡化，傷口幾個月才勉強癒合。
1948年12月13日，解放軍進駐清華園，進逼北平城。整個平郊炮聲隆隆，硝煙瀰漫，北平古城危在旦夕。憂心忡忡的梁思成每天站在校門口向南眺望，傾聽著遠處陣陣炮聲。一邊來迴轉圈，一邊自言自語地道：“這下子完了，全都完了！”意思是說北平有文物價值的建築將全部毀於炮火。出乎意料的是，不久，幾位頭戴大皮帽子的解放軍代表由張奚若陪同來到梁家，請梁思成、林徽因在軍用北平地圖上標明需要保護的古建築與文物存放所在地點，以便在攻城中加以保護。儘管梁思成意識到可能是當年自己在重慶給盟軍製作轟炸日本本土文物保護圖時，送給周恩來的一份複件起了啟示作用，但他面對中共領導下的軍人親自上門請教的做法，依然深為感動。 ——正是懷著這種理想與對中國共產黨的點滴了解，梁思成、林徽因夫婦自願留在了清華園並在歷史的轉折點上揭開了人生新的一頁。
新中國成立後，林徽因除擔負清華的教學工作，還兼任北京市都市計劃委員會委員、人民英雄紀念碑建築委員會委員等職。同時當選為北京市第一屆人民代表大會代表、全國文代會代表等。按林徽因的說法，從這時起，她才真正以林徽因自己，而不是以“梁太太”的世俗身份投身於新的政權和新的社會改造、建設之中。在此期間，林徽因頗為自豪地與梁思成等清華同仁共同參與了新中國國徽與人民英雄紀念碑的設計，具體擔任了紀念碑碑座紋飾和花圈浮雕的設計任務。據說，當毛澤東主席在政協全國一屆二次會議上宣布清華大學設計的國徽圖案獲得通過時，坐在台下的林徽因激動得流下了熱淚。
1954年秋，林徽因病情急劇惡化，完全喪失了工作能力。是年底，病危，入住北京同仁醫院搶救。 1955年1月，梁思成積勞成疾，入住同仁醫院林徽因隔壁病房治療，與林徽因成了病友。樑的病情稍有好轉，便每天到妻子房中探視、陪伴，但此時的林徽因已衰弱得難以說話，最後拒絕吃藥救治。
1955年3月31日夜，林徽因進入了彌留之際，粱思成從隔壁病房來到她的床前，此時林徽因臉上已沒有一點血色。看到妻子痛苦掙扎的神情，焦急又沒有辦法醫治的梁思成放聲痛哭，喃喃自語道：“受罪呀，徽，受罪呀，你真受罪呀！……”夜深之後，梁思成回到自己的病房休息。未久，林徽因自知不久於人世，用微弱的聲音告訴護士，她要見梁思成最後一面並有話要說。蠻橫的護士竟以“夜深了，有話明天再說”為由予以拒絕。但林徽因已沒有氣力等到天亮了，最後一個心願竟未能實現，遂成為終生遺憾。
4月1日清晨6時20分，林徽因嚥下最後一口氣，撒手人寰，終年51歲。在生命的最後一刻，她究竟要對夫君梁思成說些什麼？這個疑問隨著林徽因的去世成為一個不解之謎。
林徽因去世後入葬八寶山革命烈士公墓，人民英雄紀念碑建築委員會決定，把林徽因親手設計的一方富於民族風格的花圈與飄帶的漢白玉刻樣移作她的墓碑，碑上鐫刻著“建築師林徽因之墓”字樣。按照梁、林夫婦此前約定的“後死者為對方設計墓體”的承諾，梁思成親自為妻子設計了墓體——一個美麗的詩人與建築學家帶著她的夢想與信念就此長眠。
悼唁儀式上，眾多親朋故舊、好友學生送來了花圈輓聯，最醒目的當是林徽因生前的摯友金岳霖、鄧以蟄聯名撰獻的輓聯：“一身詩意千尋瀑，萬古人間四月天。”
一身詩意的林徽因在春意盎然的四月隨風飄逝，她美麗的心靈與曠世才情循著瀑布的飛騰灑向大地人間。她為中國文學與建築史學留下的不朽佳作名篇，將作為一個時代的典范永垂後世。
林徽因經歷了抗戰九年的顛沛流離，經歷了國恨家難、貧病愁苦的慘痛煎熬，這位遍體鱗傷的人間精靈化作一縷淡淡的彩虹在西天消失。著名詩人何三坡說：“造物主賦予林徽因驚豔的美貌，就不必再賜給她絕世才情；而賜予她絕世才情，就無須再給她光輝燦爛的淒豔之美。既然兩者兼而有之，則必假上帝之手設法令其不壽。”天耶？命耶？抑或天命歟！
大道無形，大音希聲。林徽因的仙逝，或許是仁慈的上帝老人對這位下凡人間的天使特有的愛戀與惠顧，以免其潔白真誠的身心遭受侮辱與蹂躪。假如她再活下去，那就不是只被砸毀一塊墓碑的侮辱了（南按：林氏墓碑在“文革”中被清華紅衛兵砸毀），很可能有被拋骨揚灰的下場。林徽因的早逝，是上帝的愛撫，是她不幸之中的大幸運。至於他的家人與好友仍在世間的大風雨中摸爬滾打，直至慘遭不幸，則是上帝與天國里的她所無法顧及的了。