既如此热忱投身古建筑的研究，她当然获得了丰硕的回报。林徽因是中国第一位建筑学女教授，第一位女建筑师，又是唯一登上天坛祈年殿宝顶的女建筑师。。梁思成的建树，若没有林徽因的奉献是不可想象的。他坦然地承认：“我不能不感谢徽因，她以伟大的自我牺牲来支持我。”林徽因不仅仅是丈夫的助手，她一直是和梁思成完全站在同一平台上切磋、合作的。有位诗人认为：林徽因“实际上却是他（梁思成）灵感的源泉”。（卞之琳文《窗子内外：忆林徽因》）梁思成和林徽因常常为一个看法，乃至一个词语表达争论不休。在中国现代建筑学史上，素来梁、林并称，两人你中有我，我中有你，不可或分。
一般人或许只从林徽因的文学作品中感知她非凡的才华，其实，她在建筑研究领域里的建树一样非常突出。是她首先敏锐地留意到佛光寺梁上的字迹，为确证寺庙的年代提供了铁证。坐着开往太原的列车经过榆次，她在窗口单单那么无意地一瞥，便察觉到远处的雨花宫非同寻常。后来的考察结果证实，它是一座建于公元一零零八年宋代初期的建筑，是古建中简洁结构的重要例证，体现了中国建筑风格由唐到宋的过度，在建筑史上有着极其特殊的地位。
林徽因的文学才华，使她有能力将容易枯燥乏味的建筑论文变得灵气生动，富有文采，有些篇章是可以当作散文来阅读的。比如《晋汾古建筑预查纪略》的开头：
去夏乘暑假之便，作晋汾之游。汾阳城外峪道河，为山右绝好消夏的去处；地据北彪山麓，因神头有“马跑神泉”，自从宋太宗的骏骑蹄下踢出甘泉，救了干渴的三军，这泉水便没有停流过。千年来说沿溪数十家磨坊供给原动力，直至电气磨机在平遥创立了山西面粉业的中心，这源源清流始闲散的单剩曲折的画意，辘辘轮声既然消寂下来，而空静的磨坊，便也成了许多洋人避暑的别墅。
说起来中国人避暑的地方，哪一处不是洋人开的天地，北戴河，牯岭，莫干山……所以峪道河也不是例外。其实去年在峪道河避暑的，除去一位娶英籍太太的教授和我们外，全体都是山西内地传教的洋人，还不能说是中国人避暑的地方呢。在那短短的十几天，令人大有“人何寥落”之感。
以汾阳峪道河为根据，我们曾向临近诸县作了多次的旅行，计停留过八县地方，为太原，文水，汾阳，孝义，介休，灵石，霍县，赵城，其中介休至赵城间三百余里，因同蒲铁路正在炸山兴筑，公路多段被毁，故大半竟至徒步，滋味尤为浓厚。餐风宿雨，两周间艰苦简陋的生活，与寻常都市相较，至少有两世纪的分别。
梁思成有学者必备的稳重作风、严密思维和踏实精神，可是平心而论，在才情上，他显然逊于夫人。梁思成起草的文稿，非得经过夫人修改润色才肯发表。他的文章里那些闪光的句子很多是林徽因的点睛手笔。同行们不无夸张地说，林徽因去世后，梁思成再也没能写出先前那样精彩漂亮的文章。
林徽因以诗人的眼睛发现，坚硬冰冷的建筑物中蕴涵着“诗意”和“画意”。她说，在她的眼里，“无论哪一个巍峨的古城楼，或一角倾颓的殿基的灵魂里，无形中都在诉说，乃至于歌唱，时间上漫不可信的变迁；由温雅的儿女佳话，到流血成河的杀戮。”于是她提出一个建筑学概念“建筑意”，（见《平郊建筑杂录》）将建筑学研究注入了人文的色彩。这属于林徽因在建筑学方面独特的重要的建树。中国古代先贤，欧洲文艺复兴时期的巨人，大多能驰骋于艺术与科学两个领域，甚至在某一成果中同时放射两大领域的光辉，林徽因秉承的正是他们的遗风。