林毅夫是台灣大學農業工程系肄業，陸軍官校第44期及政治大學企業管理研究所碩士班畢業，1979年在金門當連長時泅水到大陸。
之後林毅夫於1980年代到美國深造，獲芝加哥大學經濟學博士，成為大陸經濟改革初期，少數在國外獲得博士學位的留學生。
學成回到大陸，林毅夫擔任大陸國務院農村發展研究中心發展研究所副所長、農村部副部長；1993年起先後任北京大學教授、北京大學中國經濟研究中心主任；2008年成為世界銀行首席經濟學家兼主管發展經濟學的資深副總裁，經常就大陸及國際經濟形勢發表見解。
2008年6月，林毅夫接受香港「紫荊」月刊專訪表示，大陸透過技術升級、城市化等，至少將維持10到15年，甚至20年以上近10%的高速經濟成長。
2011年3月，林毅夫在香港1場中國發展經濟論壇中表示，大陸未來20年若能每年維持經濟成長8%不變，將超越美國，成為全球最大經濟體。
2011年11月，林毅夫在舊金山一項亞太經濟會議上演講指出，大陸經濟可能再維持8%的成長率20年，且他相信，他的預估可能仍「太保守」。
他長期的「高增長論」，在大陸經濟正在減速且面臨轉型的現實情況下，多次被其他經濟學家批評是「放衛星」（浮誇）。
不過，在本月舉行的中國人民政治協商會議第12屆全國委員會第1次會議記者會上，擔任大陸全國政協委員的林毅夫繼續「保8」。他表示，大陸應該有潛力維持20年每年經濟8%左右的成長。
最近幾年，林毅夫和他的妻子陳雲英幾乎年年透過媒體，表達希望返回台灣祭祖的想法。
行政院大陸委員會表示，林毅夫曾因專業交流和奔喪提出申請，兩次行政機關都核准，但林毅夫最後並未返台。若林毅夫再次依規定申請，會依法審查，但涉及軍法部分，尊重國防部意見。
國防部軍事發言人羅紹和則指出，林毅夫所涉犯的是「投敵」罪嫌，目前仍由國防部高等軍事法院檢察署依法通緝中；林毅夫如果返台，應由高等軍事法院檢察署依據有關的法律程序處理，不應有任何例外或模糊空間。
如今林毅夫成為大陸全國政協常委，他的返台之路將更受注視。