徐志摩
1921年，16岁的林徽因游历欧洲，在英伦期间，结识了当时正在英国留学的徐志摩。当时徐志摩已是一个两岁孩子的父亲。林徽因被徐志摩渊博的知识，风雅的谈吐、英俊的外貌所吸引。而徐志摩也被林徽因出众的才华与美丽所吸引，对她评价甚高，为林徽因写过很多情诗。两人也都是以书信来往。在后来的《猛虎集序》（1931年）中有提到，他在二十四岁以前，与诗“完全没有相干”，是与林徽因的相遇，激发了他的新诗创作。同年3月与发妻张幼仪提出离婚。
之后，他们一起组织新月社活动，一起演戏，并常有书信来往。1924年泰戈尔访华期间，徐志摩和林徽因共同担任翻译，之后徐志摩陪同泰戈尔去了日本，林徽因和梁思成到了宾夕法尼亚大学，当徐志摩与林徽因再次见面的时候，已是四年之后。这期间，林徽因已嫁给梁思成。徐后经人介绍认识了已嫁做人妇的陆小曼很快两人就相恋了，陆小曼为了徐也跟丈夫王赓离婚了。1931年11月19日准备参加林徽因演讲会的徐志摩遭遇坠机事故遇难。
徐志摩对林徽因的影响也很大。他是林徽因文学道路上的引路人。多年以后，林徽因也曾对自己的儿女说：“徐志摩当初爱的并不是真正的我，而是他用诗人的浪漫情绪想象出来的林徽因，而事实上我并不是那样的人。”
梁思成
1924年6月，林徽因和梁思成在梁启超的安排下，同时赴美攻读建筑学。林徽因和梁思成的结合在当时可以说是新旧相兼，郎才女貌，门第相当。他们在婚前既笃于西方式的爱情生活，又遵从父母之命所结的秦晋之好。又因林长民是段祺瑞内阁中的司法总长，梁启超做过熊希龄内阁的司法总长、内阁的财政总长，所以说是门当户对。
1928年，林徽因与梁思成在渥太华梁思成姐夫任总领事的中国总领事馆举行婚礼。婚后梁对林呵护倍至，夫妻二人致力于他们所热爱的建筑事业，林徽因不仅具有诗人的美感与想象力，也具有科学家的细致和踏实精神，他们在山西对古建筑所做的调查和实测工作，不仅对科学研究贡献巨大，也使山西众多埋没在荒野的国宝级的古代建筑开始走向世界，为世人所知。
金岳霖
金岳霖，哲学家，逻辑学家。1914年毕业于清华学校，后留学美国、英国，又游学欧洲诸国，回国后主要执教于清华和北大。他终生未娶。一直恋着林徽因。
林徽因、梁思成夫妇家里几乎每周都有沙龙聚会，金岳霖始终是梁家沙龙座上常客。他们文化背景相同，志趣相投，交情也深，长期以来，一直是毗邻而居。金岳霖对林徽因人品才华赞羡至极，十分呵护；林徽因对他亦十分钦佩敬爱，他们之间的心灵沟通可谓非同一般。甚至梁思成林徽因吵架，也是找理性冷静的金岳霖仲裁。金岳霖自始至终都以最高的理智驾驭自己的感情，爱了林徽因一生。五十年代后期，林徽因已经去世，追悼会上，他为她写“一身诗意千寻瀑，万古人间四月天”的著名挽联。