1904年6月出生于浙江杭州,随祖父母居住;5岁,由大姑母林泽民授课发蒙;8岁,移居上海,入虹口爱国小学学习。
1916年,因父在北洋政府任职,举家迁往北京,就读于英国教会办的北京培华女中。
1920年4月,随父游历欧洲,在伦敦受到房东女建筑师影响,立下了攻读建筑学的志向。在此期间,她还结识了父亲的弟子诗人徐志摩,对新诗产生浓厚兴趣。
1921年,随父回国,仍到培华女中续学。
1923年,徐志摩、胡适等人在北京成立新月社,林徽因常常参加新月社举办的文艺活动,曾登台演出印度诗人泰戈尔的诗剧《齐德拉》,饰演主角齐德拉公主,台词全用英语。她流利的英语和俊秀的扮相,在文艺界留下深刻印象。
1924年6月,林徽因和梁启超长子梁思成同时赴美攻读建筑学。