1986年，林斌以优异的成绩被免试保送进中山大学电子系，后赴美国德雷赛尔大学就读计算机专业研究生。1995年，在美国一家自动化数据处理公司做了三年软件工程师后，林斌开始寻找新突破，林斌加入了微软。
2000年，林斌受李开复之邀，回国担任微软亚洲研究院研发经理，并于2003年和张宏江、张亚勤一起创办了赫赫有名的微软亚洲工程院，次年被授予微软公司最高贡献“金星奖”。在林斌上位的3年间，共完成了超过70多项技术转移，并将团队从最初的30人扩张到400人。
2006年年底，林斌再度受李开复之邀，担任谷歌中国工程研究院副院长，工程总监、Goole全球技术总监，年薪高达百万美元之上。
2008年，林斌意欲推动Goole和UC浏览器之间的合作，而雷军恰好是UC浏览器的董事长，两人从此相识了。2010年3月，互联网界大地震：谷歌网络搜索服务退出中国大陆市场，林斌卖掉了微软和谷歌的股票，将全部身家用于投资小米，自己则成为了小米联合创始人。
一只脚刚刚踏进手机的地盘，由于设定要做顶级配置手机的目标，小米必须要说服像高通、夏普这样的顶级供应商，在5个月里，林斌将80%的时间花在接触潜在供应商上，开了大大小小近1000场会。 苦心不负，夏普高管为小米展现出的诚意所感动。
攻克长期居全球智能手机芯片市场份额第一位置的高通则是林斌的另一目标。之后林斌又足足花了三四个月，才和高通的产品部门对接上，拿到产品规格，确定下小米手机的芯片授权。2011年8月，小米1问世，从此小米走上了一条飞速运转的康庄大道。
2014年10月，林斌兼任小米网总经理，负责小米公司的销售、市场营销、物流客服售后等业务。
在林斌的带领下，小米网从不是单纯只卖一款爆品的平台，到有一款持续爆品，销售品类变得越来越多。小米商城一改旧貌，从以前发新品才推一推的状态，对页面设计、内容版块、用户体验都做了精细化提高，使得小米商城的销售更加体系化。
到2015年，在渠道上，小米网从小米商城和天猫两个渠道，扩大到京东、1号店、苏宁易购。
2016年，高歌猛进中的小米遇到了前所未有的危机时刻，小米手机销售量下滑严重，全系列机型总量仅突破7000万台，远远不及预期。林斌及时调整战略。
2017的小米打了一个漂亮的翻身仗，不仅手机出货重新回到了全球智能手机第五强的位置，营收上更是超过了千亿规模。
8年来，林斌联合创始人兼总裁的职位一直未变，但具体操盘的事物却又都繁杂而毫无关联性，但让人讶异的是，不管过程如何，林斌总能给人惊喜：“对于任何创业者来说，你必须做好准备接手任何事。”
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