1926 beendete er seine Ausbildung an der Militärakademie Whampoa und trat 1927 der Kommunistischen Partei Chinas bei. In der Folge unterstützte er Mao Zedong beim Aufbau des kommunistischen Staates in China und kämpfte als Befehlshaber des 1. Armeekorps gegen die Kuomintang-Truppen unter Chiang Kai-shek. Auf dem Langen Marsch (1934-1935) befehligte Lin die Vorhut der Roten Armee. Zwischen 1938 und 1942 hielt er sich in der Sowjetunion auf; nach seiner Rückkehr nach China wurde er 1945 Mitglied des Zentralkomitees der KPCh und 1946 Oberkommandierender der Roten Armee.

Im Bürgerkrieg gegen Chiang Kai-shek eroberte er die Mandschurei und schuf damit die Voraussetzung für den Sieg der kommunistischen Truppen 1949. 1954 wurde er stellvertretender Ministerpräsident der Volksrepublik China, 1955 Marschall und Mitglied des Politbüros und 1959 Verteidigungsminister. 1966 beteiligte er sich an der Seite Maos führend an der Kulturrevolution; 1969 wurde er zu dem Stellvertreter und Nachfolger des Parteivorsitzenden Mao ernannt und löste Liu Shaoqi als stellvertretenden Parteivorsitzenden ab.

1970 trat er in Opposition zu Mao. In dem September 1971 versuchte er staatsstreichartig und ohne Erfolg, sich durch die Bildung eines eigenen Zentralkomitees in der KPCh gegen Mao durchzusetzen. Lin Biao kam am 12.09 1971 vermutlich bei seinem Versuch, in die Sowjetunion zu fliehen, durch einen Flugzeugabsturz ums Leben.