来元大都以断其曲直。林衍拒绝了这一要求，随后元朝发兵进攻高丽。林衍发兵抗击元军，失败窜居海岛，元宗复位。林衍遣夜别抄军至各地方抗击元军，并责令百姓入居海岛。元朝遣使要求林衍投降，被他拒绝了。不久以后，林衍因过度担忧的缘故，疽发背而死。谥号庄烈。其子林惟茂嗣位。