1936年，時任紅軍軍政大學校長的林彪娶了被稱為“陝西一枝花”的張梅。抗戰爆發後，任一一五師師長的林彪在作戰中被友軍誤傷。
      1938年12月，林彪去蘇聯療傷，張梅也一同去。1941年，他們的女兒林曉霖在蘇聯降生。同年6月，林彪獨自回國，張梅和林曉霖因戰爭緣故留在蘇聯。林彪一去毫無音訊，直到1946年，林彪寫信通知張梅可以再嫁，張梅才得知——林彪離開蘇聯後的第二年，就在延安與葉群結了婚，。
      張梅一下子成了單親媽媽，林曉霖則被送往蘇聯保育院生活，母女倆的日子頗為艱苦。
      中共建政後，張梅回到中國。1954年，她在東北再婚，林曉霖則被送到北京，在北京師大附中學習。這時，她與生父林彪能夠常常見面。
      林曉霖的學習成績很好，曾獲得北京師大附中金質獎章，報考大學時，她的第一志願是哈軍工，不過因為張梅家在哈軍工（繼父徐介藩為哈軍工裝甲兵工程系主任），軍隊有一不成文規定——“避嫌”，林曉霖便去了西安電訊工程學院。
      1962年，繼父又調到西安，組建裝甲兵工程學院。為了再次“避嫌”，林曉霖轉學到哈軍工，插班成為導彈工程系的第9期學員。
      “文革”初期，林曉霖是保守派組織“八八戰鬥團”的骨幹，因為和林彪的關係，屬於風雲人物。她的一鳴驚人，是在1966年8月6日，一場叫“小樹林”的辯論會。
      會場在學校裏一片小樹林。林曉霖第一個上台發言，上身是空軍服，下身藍褲子。她說話很有鼓動性，聲音響亮。林曉霖的講稿題目是《領導我們事業的核心力量是中國共產黨》，觀點為抵製造反，她認為造反會製造混亂，這會讓黨中央被架空。這篇講稿迅速傳播，人們爭相傳抄。但這觀點與她“第二號人物”的父親背道而馳。
      林曉霖也沒想到這件事影響甚廣，甚至引起造反派到北京告狀，結果正被葉群抓到機會，炮製出一份《林彪聲明》﹐稱林曉霖政治落後﹐表現不好﹐希望對她進行嚴肅的揭露﹑批評和教育。
      這份“聲明”﹐林曉霖並不知情。8月21日﹐她被告知﹐林彪已同意她去北京﹐林曉霖有些喜出望外﹐簡單收拾一下就上了飛機。在飛機上﹐林曉霖被告知﹕她已經提前畢業﹐並分配到新疆參加工作。飛機的真正目的地﹐是新疆的馬蘭基地。
      覺得自己“被綁架”的林曉霖用絕食抗議﹐4天後﹐由於虛脫昏迷被送去醫院搶救。在醫院﹐她才得知《林彪聲明》﹐並得知了“八八戰鬥團”也將她開除的消息。她給林彪寫信﹐將父親大罵一通﹐並要求完全斷絕父女關係。出院後﹐林曉霖成了基地政治宣傳處的一名幹事﹐一言一行都受到監視。
      1967年冬﹐林曉霖被車撞傷腳﹐久治不癒﹐第二年她提出要去北京治病﹐被領導拒絕﹐稱“北京有指示﹐不許回去”。
      林曉霖決定逃離﹐行動很成功﹐她上了火車﹐終於到了北京﹐投奔了一個遠房親戚家。3天後﹐她去了林彪住處毛家灣﹐給警衛一張“我是林曉霖﹐我要見林彪”的紙條。結果被葉群得知﹐讓林彪手下找其談話﹐將林曉霖送到重慶某軍軍部工作。
      據說﹐為了能將林曉霖穩住﹐在葉群的授意下﹐一位已經有對象的青年幹部和林曉霖結成夫妻﹐這屬於“政治任務”﹐雙方不能反對。此後部隊調防﹐林曉霖夫妻去了雲南大理﹐在基層養豬。
      “九一三”事件發生後﹐領導找林曉霖談話﹐要她揭發林彪的罪行﹐但她啥也不說。
      林曉霖被整整審查了4年﹐直至“文革”結束。此時的她已經是兩個兒子的母親﹐一家人調到北京﹐她被安排到國防科委科技情報研究所工作﹐生活平淡而低調﹐直到退休。