1986年，林斌以優異的成績被免試保送進中山大學電子系，後赴美國德雷賽爾大學就讀計算機專業研究生。1995年，在美國一家自動化數據處理公司做了三年軟件工程師後，林斌開始尋找新突破，林斌加入了微軟。
2000年，林斌受李開復之邀，回國擔任微軟亞洲研究院研發經理，並於2003年和張宏江、張亞勤一起創辦了赫赫有名的微軟亞洲工程院，次年被授予微軟公司最高貢獻“金星獎”。在林斌上位的3年間，共完成了超過70多項技術轉移，並將團隊從最初的30人擴張到400人。
2006年年底，林斌再度受李開復之邀，擔任谷歌中國工程研究院副院長，工程總監、Goole全球技術總監，年薪高達百萬美元之上。
2008年，林斌意欲推動Goole和UC瀏覽器之間的合作，而雷軍恰好是UC瀏覽器的董事長，兩人從此相識了。2010年3月，互聯網界大地震：谷歌網絡搜索服務退出中國大陸市場，林斌賣掉了微軟和谷歌的股票，將全部身家用於投資小米，自己則成為了小米聯合創始人。
一隻腳剛剛踏進手機的地盤，由於設定要做頂級配置手機的目標，小米必須要說服像高通、夏普這樣的頂級供應商，在5個月裡，林斌將80%的時間花在接觸潛在供應商上，開了大大小小近1000場會。 苦心不負，夏普高管為小米展現出的誠意所感動。
攻克長期居全球智能手機芯片市場份額第一位置的高通則是林斌的另一目標。之後林斌又足足花了三四個月，才和高通的產品部門對接上，拿到產品規格，確定下小米手機的芯片授權。2011年8月，小米1問世，從此小米走上了一條飛速運轉的康莊大道。
2014年10月，林斌兼任小米網總經理，負責小米公司的銷售、市場營銷、物流客服售後等業務。
在林斌的帶領下，小米網從不是單純只賣一款爆品的平臺，到有一款持續爆品，銷售品類變得越來越多。小米商城一改舊貌，從以前發新品才推一推的狀態，對頁面設計、內容版塊、用戶體驗都做了精細化提高，使得小米商城的銷售更加體系化。
到2015年，在渠道上，小米網從小米商城和天貓兩個渠道，擴大到京東、1號店、蘇寧易購。
2016年，高歌猛進中的小米遇到了前所未有的危機時刻，小米手機銷售量下滑嚴重，全系列機型總量僅突破7000萬臺，遠遠不及預期。林斌及時調整戰略。
2017的小米打了一個漂亮的翻身仗，不僅手機出貨重新回到了全球智能手機第五強的位置，營收上更是超過了千億規模。
8年來，林斌聯合創始人兼總裁的職位一直未變，但具體操盤的事物卻又都繁雜而毫無關聯性，但讓人訝異的是，不管過程如何，林斌總能給人驚喜：“對於任何創業者來說，你必須做好準備接手任何事。”
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