1912年11月，林同棪出生在福州城内乌石山下一个书香门第之家。他原名林同棪，后接受老师茅以升先生的“既好懂，又代表棪黄子孙”的建议，将“棪”改为“棪”。他的祖籍是福州福清的东瀚乡云庄北窗，一岁时随父母举家迁往北京。在北京汇文中学念书，成绩是全校第一名。十四岁时就考进当时的最高工程学府——交通大学唐山学院 (西南交通大学前身)。在唐大学习期间，他每试必冠，是时任校长茅以升和孙宝琦教授的得意门生。
1931年他十八岁时大学毕业，同年，林同棪到美国加州大学伯克利分校工程研究院深造获得硕士学位。他的毕业论文《力矩分配法》，轰动了当时的美国建筑界。林同棪硕士毕业后曾一度留校任教。其间，他走出校门，到过旧金山、芝加哥、纽约、柏林、巴黎、伦敦等地，考察了许多展览和建筑，尤其对各国的桥梁十分感兴趣，一一拍照后留存，为日后研究积累了资料。
1933年他二十岁时在美国加州州立大学柏克莱分校获得硕士学位。
1933年到1946年，林同棪曾担任中国成渝铁路桥梁课长，滇缅铁路设计课长，工信公司总工程师以及台湾糖业铁路处长等职。
1946年至1976年林同棪担任加大柏克利分校教授，结构工程系主任、结构工程实验室主任，也曾任学校教育发展委员会主席，他的“预应力混凝土理论”，即是在柏克利校园创立的，林同棪于1954年创办林同棪工程事务所，20世纪60年代末期改名为林同棪国际公司；并与1992年创办林同棪中国公司。
1976年他从加州州立大学柏克利分校退休时获得该校的最高奖状—“柏克利奖”和“终身荣誉教授”称号。其后，加州州立大学柏克利分校特地建立“林同棪纪念堂”作为永久性纪念。1994年获得学校每年一位的加州大学杰出校友奖。
林同棪先生著书丰硕。他所著工程书籍共有三本问世(《预应力混凝土结构》，《钢结构》及《房屋与桥梁系统》),都已译成欧、亚各文，风行世界。特别是1956年他完成的力作《预应力混凝土结构》一书，被公认为预应力学术界的权威著作，被美国土木工程学会评选为大学最好教科书之一，被译成日、俄、西班牙等多种文字出版。他首创的“荷载平衡法”设计理论，成为预应力混凝土设计三大基础理论之一，被全世界尊为现代建筑的一代宗师。
林同棪先生一生获奖数百，每一项世界大奖都具有开创性。1969年，美国土木工程师学会(ASCE)将该学会的“预应力混凝土奖”改名为“林同棪奖”，这是美国科技史上第一次以一个华人名字命名的科学奖项。1974年，他获得每4年一届的国际预应力协会(FIP)“弗雷西涅奖”，开创了美国工程师、亚裔工程师获得此奖项的先河。1986年他荣获了由美国总统里根(Reagan)在白宫内颁发的美国国家科学奖(National Medal of Science)。1987年，美国咨询工程师学会(ACEC)授予他“杰出成就奖”，并对他赋予最高的评价：“林同棪是工程界的先驱。他高瞻远瞩，他所设计的工程具有的创造性和优美造型，是一份使全人类都能受益的国际性遗产，也使所有工程界人士都能分享到职业的荣誉感”。该奖自1952年起，规定每年只发给一个人，获奖者包括美国前任的两位总统胡佛(Herbert Hoover)及艾森豪威尔(Dwight Eisenhower)。1995年，他获得法国建设协会(AFGC)“艾伯特•卡克特奖”，这是世界上第一位欧洲以外的工程师获得此奖项。1999年，他被世界权威杂志《工程新闻记录》选为“125年来125位最杰出的工程人士”。2000年，在美国土木工程学会(ASCE)设立首届“杰出工程与领袖(OPAL)奖的四个杰出奖项中，他又是第一名“设计类”奖的得主。
林同棪先生的工程设计有着常人无法比拟的大胆和创意，是力与美的完美结合。1977年，他精心设计了世界上第一座半面弧形的克拉巧起大桥，轰动全美，并荣获美国全国建筑设计比赛的第一名。1972年12月23日，尼加拉瓜首都马拉瓜发生强烈地震，市中心511个街区成为一片废墟，惟独屹立着林同棪建造的一座18层、61m高、四筒相连的钢筋混凝土结构——美洲银行大厦。如今这座建筑被认为是抗风抗震设计的典范，因为它非常好地兼顾了地震和风对结构作用时的相互影响。他设计的莫斯康会议中心，被誉为是“结构计算的奇迹，也是视觉的奇迹。” 林同棪先生亲自接手的最后一项重大工程是为中国设计的南宁大桥，这个“不对称拱形桥”设计是迄今惟一的同类设计。正是基于对预应力混凝土结构这种近乎完美的理解，林同棪先生改变了建造领域的历史——使得高耸、优美的大跨结构能够从容面对荷载、地震、飓风的光顾。
林同棪先生以桥为纽带，对世界充满博大的关爱。他曾经告诉Mark Ketchum，他对桥的钟爱源于他希望能够聚合人类的力量让这个世界成为人类更好的生活家园，而桥是最佳象征物。冷战中期，他提出了震惊世界的横跨白令海峡大桥方案，这座大桥试图将美国的阿拉斯加和前苏联的西伯利亚地区相连接。他借1986年荣获美国国家科学奖领奖的机会，将十六页的设计方案提交当时的美国总统里根。林同棪先生称之为“国际和平之桥”，他说：“这座桥将会告诉世界人民，人类的能力和技术可以被更好地投入到建设而不是毁灭我们的家园和财富上去。” 里根为此称赞林同棪先生说：“他是工程师、教师和作家。他的科学分析、技术创新和富于想象力的设计，不仅跨过了科学与艺术的壕沟，还打破了技术与社会的隔阂。”林同棪先生一生热爱世界和平，追求人类幸福，也深深地热爱他的祖国，尤为骄傲的是，他在80年代中期就向时任上海市长的江泽民提出了建造连接上海和浦东的大桥和开发浦东的方案，并在1989年获得了邓小平的首肯。现在，已有10座连接上海和浦东的桥梁与隧道，并有6条正在规划。今天上海浦东的繁荣也有着这位杰出华人科学家不可或缺的贡献。
林同棪先生曾对美联社的记者说：“花无数的钱制造威力无比的炸弹和其它武器，不到十年它们就落后了，你不得不抛弃甚至销毁它们。我们建造大桥吧，因为她是永恒的！”
20世纪冷战中期，长期秉持世界和平理念的林同棪设计的从阿拉斯加至西伯利亚的白令海峡大桥“世界和平桥”，表达他对改善美苏关系的强烈愿望。对于林同棪来说，桥梁不仅是连接两块有形土地的实体，也是连接两种文化和政治的象征。
以具有远见卓识著称的林同棪是提出“开发上海浦东”的第一人，早在1985年，林同棪就亲自向时任上海政府顾问的汪道涵建议开发浦东，如今浦东已成为靓丽的东方明珠，林同棪功不可没。上海一份杂志以“我们不会忘记您”报道林同棪对开发浦东的贡献。
林同棪去世前，以91岁高龄每周一次自行驾车去旧金山办公，他的最后一个设计计划书是为南宁设计的南宁大桥，这个“不对称拱形桥”设计是迄今唯一的同类设计。
林同棪教授于1954年创办林同棪工程事务所，后扩大为林同棪国际顾问公司（T.Y. LIN INTERNATIONAL），分设公司及办事处于南北美与亚洲各国，工程技术人员共达五百以上。1992年他成立林同棪中国公司（LIN TUNG-YEN CHINA INC.），专门从事中国大陆的建设项目，包括工程的咨询、计划、设计、施工、管理等工作。
林同棪教授曾任美国中央政府，加州省府及各大公司的工程顾问，他所计划和设计的公路、铁路以及高楼大厦，各式桥梁，遍及中国、亚洲及南、北美洲，不胜其数。
他的两项杰出的建议，一是用80公里长的桥梁跨渡柏林海峡，从阿拉斯加到西伯利亚，以联合两半球；另一项是联接欧非两洲的直布罗陀海峡大桥，均获世界之赞誉。
半个世纪以来，林同棪教授除了教学之外，他及他的公司还设计修建了一系列壮观、独特的伟大建筑，如：
世界上最大的双曲线抛物面壳顶结构的波多黎各体育馆；
新加坡40层工商联合大厦，首创使用后张法现浇预应力混凝土楼板；
旧金山地下展览厅．地震时期成为许多市民的“避难所”；
尼加拉瓜首都马拉瓜18层的美州银行大厦，在1972年中美洲大地震中安然无恙，鹤立鸡群(马拉瓜市区万座以上高楼尽悉震毁)；
哥斯达黎加跨越深谷的倒挂式悬索桥，世界首创,开建桥业风气之先；
台北关渡桥与周围山景红绿相映，成精美异常景观。
由林同棪及他的公司设计修建的工程项目出现在美国《工程新闻纪录》的封面上已有十次之多，是其他任何工程单位所没有的。
闻名遐尔的曲面斜拉罗卡巧克桥，虽因故未建，但被公认为适合当地情况的最佳造型。《先进建筑》（Progressive Architecture）杂志在923件参赛建筑设计中，唯独选中此桥刊登封面并颁发首奖。
林同棪教授是第一个入选美国国家工程院的美籍华人，他也是中国科学院外籍院士，台湾“中央研究院院士”；他曾获得中、美、及香港的四个名誉博士学位，他还被中国的西南交通大学，同济大学和清华大学聘为名誉教授。
全美顾问工程师最高奖状的贺词是这样评价他的：“林先生作为工程界的一位先驱者，具有高瞻远瞩的眼光，他的工程设计的创意与幽雅的造型，为后人提供了一份使全人类都获益的国际遗产，并使所有工程界人士都能分享到职业的荣誉感。”
