。之后在京都大学担任汤川秀树的研究助理。1954年取得京都大学博士学位并出任京都大学教授。他以αβγ理论为基础改进了太初核合成的模型。他最为人所知的成就是提出了林轨迹 和林极限。他还参与了棕矮星如何形成的研究。1984年退休。1987年12月成为日本学士院会员。2010年2月28日在京都去世。赠从三位。
家族谱系.下图谱系出自佐藤文隆编『林忠四郎の全仕事 - 宇宙の物理学』第120页。