2002年 ，林一霆加入第二届CCTV舞蹈大赛并获得优异演出奖。2003年 ，加入第七届桃李杯舞蹈赛获演出二等奖。2004年 ，加入第六届天下舞蹈赛 ，获得最受观众接待奖和演出一等奖。2006年 ，考入中央戏剧学院演出系 。
2011年 ，同伴刘牧、李立群主演历史传奇剧《汉口码头》 ，饰演智慧善良的蔡雪。与蒋欣、王凯携手主演《女人的天空》 ，饰演刁蛮任性富二代马明梅。
2012年 ，林一霆同伴靳东、陶飞霏出演年月剧《情仇姐妹》 ，在剧中情陷三角恋 ，化身天使与恶魔演绎妹妹叶紫萱 ；11月 ，同伴曹云金出演抗战剧《兵临村下》 ，变身战火玫瑰 ，英姿飒爽演绎神枪手张冉冉 。
2013年 ，出演由黄渤、黄小蕾领衔主演的年月剧《青岛往事》 ，在剧中饰演阳光爽朗的青年迈师夏慧 ；同年 ，参演抗战题材剧《一个和八个》 ，饰演强硬勇敢的村姑桃花 。同年 ，主演励志偶像剧《名堂跳水少年》 ，饰演跳水教练铃美 。
2014年 ，同伴辛柏青、黄曼主演都会情绪剧《跟我回家》 ，在剧中饰演性格阴险的小女儿门家楣 。同年 ，同伴陈宝国、牛莉出演年月剧《老农民》 ，在剧中饰演小娥子 ，与牛莉演绎母女情深 ；同年 ，与刘恩佑、吕一主演近代传奇行动剧《大道天行》 ，饰演激情万丈、敢爱敢恨的秦心蓝 。
2015年 ，与张译、殷桃携手主演的都会商业剧《鸡毛飞上天》 ，剧中饰演励志女青年陈巧姑 。
2016年 ，同伴柯震东、侯梦瑶出演民国传奇剧《舞樱》 ，饰演大气优雅打扮设计师曼妮 。同年 ，出演年月传奇剧《潜·龙》剧中饰演厨艺轶群的多面尤物田丽华。
2017年 ，受邀出席中国国际时装周 ；同年 ，参演的都会情绪剧《云巅之上》第二季播出 ，在剧中饰演国际导演李虹 ；随后 ，出演改编自梁羽生同名小说的武侠传奇剧《武当一剑》 ，饰演机智善良又胆识过人的昆仑山公主西门燕 ；同年 ，携手张博、李念主演都会题材剧《大浦东》 ，饰演文艺女青年钱青青 。
2018年 ，与李雪健、刘莉莉携手主演电视剧《北部湾人家》 ，饰演善良贤惠的旅馆财务总监 。同年 ，主演张多福导演执导的电视剧《好雨知时节》 ，饰演电视台编导叶梓。
2019 ，携手贾冰、潘斌龙跨界出演第五季《欢喜笑剧人》魔王赛；《寻找笑剧人》最终之战中 ，与同伴来喜乐成突围 ，获得《欢喜笑剧人》第六季的参赛资格。 2020年1月 ，与同伴来喜以新晋笑剧人身份加入东方卫视笑剧竞演综艺节目《欢喜笑剧人第六季》 。
2021年4月14日 ，林一霆参演的电视剧《皇后刘黑胖》开机； 参演电视剧《苹果熟了》。
林一霆结业于中央戏剧学院演出系 ，科班功底深挚。无论是《鸡毛飞上天》中强硬又不失温柔的巧姑、《老农民》中的墟落女人小子、《青岛往事》中的各人闺秀夏慧 ，照旧《跟我回家》中的星座痴妹门家楣 ，种种角色她都拿捏到位 ，演出精准而有条理 ，角色反差重大 ，演技备受好评 。在《鸡毛飞上天》剧中 ，衣着上个世纪80年月衣饰的林一霆 ，整体造型也变得相当接地气 ，这与她生涯中时尚靓丽的形象截然差别。林一霆对角色的掌握游刃有余 ，将外表温润如水心田却很有主见的巧姑演绎的真实可人。娴静温婉的古装玉人、时尚老练的现代女性、澄澈质朴的村姑等角色中自若切换 ，率真可爱的好性格以及敢于挑战和突破自我的态度 ，让林一霆收获了越来越多观众的喜欢。（新浪娱乐评）
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