一九二四年初夏，半官費留學生林徽因啟程出國，正好因車禍耽擱一年的梁思成與她同行。六月雙雙赴美國就讀賓夕法尼亞大學，同船的有陳植。陳是陳叔通的侄兒，也去學建筑，成為梁、林的終生摯友。林長民自北京千里迢迢陪行到上海，佇立碼頭，目送“亞洲皇后”號輪船徐徐駛往黃浦江口。女兒身影嬌小，傍梁思成身邊，漸漸模糊成一粒小點兒。小點兒消失于他視野，竟成父女永訣。翌日上海《申報》報道了林長民送女留學的消息。

海船經一路風浪，七月六日抵達大洋彼岸紐約綺色佳（Ithaca），先入康乃爾大學（Cornell University），利用暑假補習幾門課程。林徽因選修“戶外寫生”和“高等代數”，梁思成除“戶外寫生”還選了“三角”與“水彩靜物畫”。九月正式入讀費城（Philadelphia）賓州大學（University of Pennsylvania），可是林徽因沒有如愿進建筑系，那時這個系不收女學生，因為學此專業她們有某些不便。流行的解釋出自費慰梅，她聽說，學建筑需整夜畫圖，無人陪伴的女孩在場不很相宜。（《梁思成與林徽因》）另一種解釋似更近于實際，該校原先允許女生選修建筑學，只是不許進入人體寫生教室，避免課上分散男生專注，女生本人也略會尷尬。而獲取學位，必須有人體寫生課成績。美國其他學校未設此禁規，便有女生到哥倫比亞大學補修了這門課程，再回賓夕法尼亞申請學位。（見王貴祥《林徽因先生在賓夕法尼亞大學》）

林徽因一入學就上了三年級，注冊的英文名字叫菲莉斯（Lin Phyllis Whei-Yin）。林徽因無奈另選了美術系，美術系和建筑系同屬美術學院，美術系同樣開設一些建筑方面的課程。她身在美術心在建筑，好在建筑系里學生有梁思成，林徽因不太困難地旁聽了美術系沒有的建筑專業課。

林徽因天性活潑大方，何況已有過一年多旅居英國的經歷，她很快適應了異國校園的生活，進而成為中國留學生學生會里社會委員會的委員。美術系三年級共有四名學生，林徽因與家在本地的伊麗莎白·蘇特羅（Elizabeth Sutro）友誼最深，她經常到蘇特羅父母家里做客。蘇特羅晚年依然清晰地記得，林徽因“是一位高雅的、可愛的姑娘，像一件精美的瓷器……而且她具有一種優雅的幽默感。”（見王貴祥《林徽因先生在賓夕法尼亞大學》）

地方報紙也關注起聰穎的中國姑娘菲利斯，美國同學比林斯寫了一則生動報道：

她坐在靠近窗戶能夠俯視校園中一條小徑的椅子上，俯身向一張繪圖桌。她那瘦削的身影匍匐在那巨大的建筑習題上，當它同其它三十到四十張習題一起掛在巨大的判分室的墻上時，將會獲得很高的獎賞。這樣說并非捕風捉影，因為她的作業總是得到最高的分數或偶爾得第二。她不茍言笑，幽默而謙遜，從不把自己的成就掛在嘴邊。

“我曾跟著父親走遍了歐洲。在旅途中我第一次產生了學習建筑的夢想。現代西方的古典建筑啟發了我，使我充滿了要帶一些回國的欲望。我們需要一種能使建筑物數百年不朽的良好建筑理論。”

“然后我就在英國上了中學。英國女孩子并不像美國女孩子那樣一上來就這么友好。她們的傳統似乎使得她們變得那么不自然地矜持。”

“對于美國女孩子——那些小野鴨子們你怎么看？”

回答是輕輕一笑。她的面頰上顯現出一對色彩美妙的、淺淺的酒窩。細細的眉毛抬向她那嚴格按照女大學生式樣梳成的云鬢。

“開始我的姑姑阿姨們不肯讓我到美國來。她們怕那些小野鴨子，也怕我受她們的影響，也變成像她們一樣。我得承認剛開始的時候我認為她們很傻。但是后來當你已看透了表面的時候，你就會發現她們是世界上最好的伴侶。在中國一個女孩子的價值完全取決于她的家庭。而在這里，有一種我所喜歡的民主精神。”

（《中國姑娘將自己獻身于拯救她的祖國的藝術》，刊一九二六年一月十七日《蒙塔那報》）

一次大學生的圣誕卡設計競賽中聰明絕倫的林徽因又獲了獎，她用點彩技法畫一幅圣母像，頗有中世紀歐洲圣母像的蒼古感，這件珍貴的文物至今保存在學校檔案館。僅以兩年時間，她就如期取得了美術學士學位；作為建筑系旁聽生，竟然不到兩年，修完主要課程，難以置信地受聘擔任建筑設計教師助理，不久更成為這門課程的輔導教師。

梁啟超為思成和她寄來了國內新發現的古籍《營造法式》，它是宋代李誡所著。父親的關懷和期待，無疑堅固了兩個年輕人獻身中國建筑史研究的志向。

林徽因在美國接受建筑專業教育，多得那里文化熏陶，并沒有淪為洋派俘虜。她借當地報紙采訪，嚴厲批評了西方建造師給中國帶去中西夾雜、不倫不類的時髦而討厭的建筑物。她深深感慨：“我們悲傷地看到，我們土生土長的和特有的本色的藝術，正在被那種‘與世界同步’的粗暴狂熱所剝奪。”甚至點名：“荷蘭的磚瓦匠與英國的管道工，正在損害著中國的城市。”（見王貴祥《林徽因先生在賓夕法尼亞大學》）一個到人家那里啟蒙的女孩，有這般清醒識見和堅定態度，可貴精神令人感佩。林徽因此后孜孜不倦于建筑事業，一生堅持了洋為中用初衷。

那幾年留美中國學生興起演戲風，他們取中國傳統戲曲的劇情，用英語對白。演出《琵琶記》那次，梁實秋飾蔡中郎，謝文秋飾趙五娘，冰心飾牛小姐，顧一樵飾牛丞相。這批劇迷由演而謀改革，余上沅、聞一多醞釀倡立“中華戲劇改進社”。飾演齊特拉公主大放光彩的林徽因自然是他們發展入社的重點目標。余上沅給胡適的信里提及：“近來在美國的戲劇同志，已經組織了一個中華戲劇改進社，社員有林徽音、梁思成、梁實秋、顧一樵、瞿士英、張嘉鑄、熊佛西、熊正瑾等十余人，分頭用功，希望將來有一些貢獻。”（《胡適來往書信選》）朱湘給聞一多的信，進而發揮他詩人的想象，期望聞一多學成回到國內，辦一所無門戶之見的藝術大學：“有梁思成君建筑校舍，有駱啟榮君擔任雕刻，有吾兄（按，指聞一多）濡寫壁畫，有余上沅、趙太侔君開辦劇院，又有園亭池沼花卉草木以培郭沫若兄之詩思，以逗林徽因女士之清歌，而郁達夫兄年來之悲苦得借此消失。”（見《聞一多年譜》）林徽因留學時期的業余戲劇活動，顯然是她獲得學士證書后進入耶魯大學戲劇學院的重要誘因。她在著名的G.P.帕克教授工作室學習，成為我國第一個在國外學習現代舞臺美術的學生。她的天賦及美術和建筑的基礎，使她得以也在這個專業里出類拔萃。同學里常有臨到作業交卷時請她救急，一個求助過的同學后來成了百老匯有名的舞美設計師。

林徽因客居異邦兩年有余，何時回國尚無定期，突然傳來父親噩耗，失去了這位傾心交談的大朋友，她思念故國的情緒日益濃重，煩惱、苦悶、焦慮，此時她把自己比喻為“精神充軍”。正值此時，胡適到美國訪問，林徽因聞訊興奮異常。她說動費城教育會邀請胡適講演，自然想借機向老大哥傾訴一番。胡適此行是他成為名人首次回負笈舊地，近乎衣錦還鄉，日程滿滿。老大哥歷來寬厚，林徽因一紙成功，召之即來。以往林徽因和胡適見面不少，但夠不上對話的朋友身份，從未有暢談機會。林徽因年幼胡適十多歲，老大哥眼里的林徽因，除了是徐志摩的意中人、梁思成的有情人，更多是個純真的中學生、年幼小妹妹。林徽因攤開紙寫信，曾一陣猶豫，擔心此舉是否唐突，剛見胡適很有些不自在。胡適慣常的紳士氣度，還有于故交之女的憐愛，最終溶解了她的忐忑。一夕傾談，林徽因如久旱逢雨，諸多往事叫她感觸萬千。

話題很廣，從宗教、政治到教育，特別是人事，人事里又少不了談徐志摩。林徽因偕梁思成久離北京，徐志摩與陸小曼熱戀，兩三年來發生的種種事端，萬里之隔不免誤會。經胡適細細排解，那些她不明白的疑竇一一化解。往日她以為深知徐志摩其實并未真正了解，或許還誤傷過他。這回與胡適交談后，她檢出徐志摩所有來信再翻閱一遍，才逐漸看明白了這位浪漫詩人。她請老大哥轉告徐志摩，希求彼此諒解，用徐志摩常說的話就是，“讓過去的算過去的”，不必重提了，永遠默念在心底。

徐志摩擔心美國的生活將寵壞林徽因，其實不然。三年的異域生活，經歷過種種人事糾紛，林徽因已不再是北京四合院里那個愛做美夢、染一絲虛榮的嬌小姐。她由人生的理想主義階段跨入了現實主義階段，胡適當面稱贊她老成了好些。

林徽因走向成熟不可忽略一個重要因素，就是這兩年梁、林雙方家庭適處在多事之秋。梁思成母親病故；林徽因父親不測；梁啟超被誤診錯切一只腎臟，兆示他距生命的盡頭不遠。

兩個年輕人出國前夕，思成的母親李蕙仙已經乳癌復發。為了孩子前程，堅強的母親忍痛放行。梁思成到美國僅一個多月，母親病情急速惡化，梁啟超發電報急召思成回國，然而未待思成做好行前準備，母親已經氣息奄奄，等不得游子歸來了。思成只得放棄床前盡孝的遠歸，痛徹肺腑。李蕙仙是梁氏家族的主心骨，與梁啟超又感情甚篤，她棄世好比梁家大廈折了一根頂梁柱，思成的傷感不能不波及林徽因。

予林徽因致命打擊的是林長民噩耗，林長民一直擔負著女兒精神導師的角色。林長民正當盛年，與各界俱有關系，人脈深廣。盡管事業受挫，畢竟仍孚有聲望。這面林徽因前進的堅實后盾，現在一夜間成烏有，林徽因如無根浮萍飄飄蕩蕩。林家的物質損失也非同小可，林長民收入是全家唯一的經濟來源。一朝離去，兩位遺孀、一大幫未成年兒女，生計全失去了著落。林長民為宦多年而廉潔清貧，死后只留下三百余元現錢。為此梁啟超四處設法籌集賑款，籌建“撫養遺族評議會”。然而集資有限，評議會也不了了之。起先林徽因得到的是父親尚未斃命的誤傳，她還心存一線希望。不幾天又得知噩耗無疑，遺骸已遭焚燒，而且無從運回了。父親的死是她人生中遭受的第一次巨大打擊，為此林徽因動搖了留美學業的專心致志，渴望立即回國自謀生路。母親和梁啟超均苦口勸阻，無論如何需要完成學業。她又籌劃勤工儉學打工一年，自籌留學費用。梁啟超仍然不忍她罹此苦辛，全力承擔各種支出。林徽因那獨立性格，受梁家這般恩惠，不能不感到寄人籬下的懊喪。以前她從未懷有憂患和屈辱的意識，現在真切地感受到了立足社會的壓力。

就在梁啟超奔波料理林長民喪事不久，他本人健康也出現了問題，小便帶紅。他自信體質一貫強健，沒有警覺到嚴重，不知恰是要他性命的腎病先兆。林徽因失去父親，梁啟超儼然替補了父輩空缺。老人愛才，早就視林徽因如女兒一般，現在更對她增添一份憐愛，自覺肩負起家長兼導師的責任。他素來對兒女們循循善誘：“‘人之生也，與憂患俱來，知其無可奈何，而安之若命’，是立身第一要訣。”對林徽因寄予殷切期望：“他（林）要鼓起勇氣，發揮他（她）的大才，完成他（她）的學問，將來和你（思成）共同努力，替中國藝術界有點貢獻，才不愧林叔叔的好孩子。”（《致梁思成信》）梁啟超又直接寫長信開導林徽因，遺憾這封長信未能留存下來。尤為遺憾的是，不久這么一位慈祥長者必須住院治療。起初進德國人辦的醫院，醫生不明病因，以為只是細血管破裂，不予重視，貽誤了治愈最佳時機。后來轉入協和醫院，確診右側腎臟壞死，急需切除。手術臺上護士錯畫了手術切口記號線，右側錯到左側。醫生也未加細察，切除好腎留下了壞的一側。梁啟超元氣于此耗盡，大限臨近便成定數。費慰梅在《梁思成與林徽因》里說，由于協和醫院名聲攸關，誤切腎臟的醫療事故作“最高機密”不讓外傳，四十年代外界和梁思成才得知真相。梁思成續弦林洙所著《困惑的大匠梁思成》也說：“對這一重大醫療事故，協和醫院嚴加保密，直到一九四九年以后，才在醫學教學中，講授如何從光片中辨別左右腎時，列舉了這一病例。梁啟超的子女，也是在一九七〇年梁思成住院時，才從他的主治醫師處得知父親真正的死因。”此說為眾多林徽因傳記采用，其實不確。當年這起事故即傳向社會，引起了《晨報副鐫》《現代評論》等重要報刊的議論。梁啟超病倒，連遭打擊的林徽因再受沉重一擊。梁氏大廈漸漸傾覆，而她已納入這個家族，唇齒相依。比之那次父親猝不及防的遇難，這回林徽因的受傷不似猛烈，卻隱痛愈加綿長，磨煉也愈加入骨。林長民文人氣十足，是朋友似的父親，但舐犢之情不在細處；梁啟超是父親似的朋友，對其關愛備至，一旦失去了梁啟超無微不至的呵護，林徽因看似柔弱的肩膀就開始承受難以承受的重負。