בהדרגה, הצליח לין לבודד את הלאומנים בערים. בסוף 1948 צבאו, שמנה 100,000 חיילים במקור, גדל לכוח של 800,000 חיילים. הוא כבש את מנצ'וריה בעזרת הגנרל ויי לי-חואנג, שבגד בגואומינגדנג והעביר לידי הקומוניסטים מאות אלפי חיילים ושטחים נרחבים. ניצחונו של לין במנצ'וריה הביא להתמוטטותם המהירה של כוחות הלאומנים בשאר סין. כוחותיו נעו דרומה וכבשו את בייג'ינג בינואר 1949.
בגואומינגדנג, התפטר צ'יאנג מתפקידו כנשיא הרפובליקה הסינית, בעקבות לחצים שהופעלו עליו מבפנים. לאחר מכן, החלה ממשלת הקליקות הזמנית, תחת לי דזונגז'ן, במשא ומתן להפסקת אש על גדות נהר היאנגצה. ההסכם יצא לפועל במרץ, אך בחודש מאי 1949 הורה מאו ללין להפר את הפסקת האש ולתקוף את הגואומינגדנג. לין הצליח לכבוש את נאנג'ינג, ובכך סיים פורמלית את שלטון הקוומינטנג על סין. לאחר מכן, הוא יצא למערכה במרכז המדינה. עד סוף אותו חודש נכבשה ווהאן, ובספטמבר הגיעו הכוחות לגואנגג'ואו. לין נודע כדמות שהיה לה חלק מרכזי בהצלחת הכוחות הקומוניסטיים בכיבוש דרום סין.
מדינאי.
תחילת דרכו כמדינאי.
עם הקמת הרפובליקה העממית של סין באוקטובר 1949, מונה לין למספר תפקידים בכירים בממשלה ובמפלגה. הוא שימש בתחילה כראש המינהל וראש המפלגה באזור "מרכז-דרום", וכך שלט בפועל על כשישה מחוזות בסין: גואנגדונג, האינאן, חונאן, חוביי, חנאן וגואנגשי. הוצע לו להפוך לראש חיל המשלחת במלחמת קוריאה, אך הןא ויתר על התפקיד עקב בעיות בריאות ועל כן הוצע התפקיד לפנג דה-חואי.
בשנת 1954, כאשר התארגן מחדש השלטון המרכזי, מונה לין לסגן ראש הממשלה של מועצת המדינה (או הקבינט) ולסגן יו"ר המועצה הלאומית להגנה. בין קציני הצבא הוא היה זוטר בדרגתו רק לז'ו-דה ופנג דה-חואי (שר ההגנה) הוותיקים. בשנת 1955 הוא קיבל מושב בלשכה המדינית, שמנתה 13 חברים. לאחר מכן, במאי 1958, הוא מונה כחבר בוועדת הקבע, שמנתה 7 מחברי של הלשכה המדינית. עם זאת, כשירותו הפיזית לשמש באופן אקטיבי במספר כה רב של תפקידים הייתה מועטה. בשנים הראשונות של השלטון הקומוניסטי, סבל לין ממצב בריאותי כרוני, והופיע בציבור לעיתים רחוקות.
דמות מפתח.
בסוף שנת 1958 החל לין לתפוס תפקיד פעיל וחשוב יותר בצבא ובמפלגה. פנג דה-חואי הודח מתפקידו כשר ביטחון בטענה שהוא חיבל במדיניות הקפיצה הגדולה קדימה, ובספטמבר 1959 מונה לין במקומו.
כשר ביטחון קידם לין רפורמה בצבא השחרור העממי, שהגבירה את רמת החינוך הפוליטי בקרב החיילים ושיפרה את הכשרתם הצבאית. החל מראשית שנות השישים שימש הצבא כדוגמה לטענה שניתן לשלב מומחיות מקצועית עם תודעה פוליטית, והצבא אף הפך למודל לחיקוי שאר החברה, כולל המפלגה עצמה. הרעיון שיש "ללמוד מצבא השחרור העממי" התפתח לכדי תנועה שהובילה בשנת 1965 לטיהור פוליטי נרחב במפלגה, שמאז 1966 נודע בשם המהפכה התרבותית הפרולטרית הגדולה. בין הנפגעים במהפכת התרבות היו פנג דה-חואי וליו שאוצ'י, שבמשך למעלה מ-20 שנה היה שני רק למאו בשרשרת הפיקוד. כ-40 מיליון סינים מתו במהלך אירועי המהפכה.
לין היה קשור ישירות לניסויים בנשק גרעיני, שהוצאו לפועל מתחת לאדמה בלופ נור ובעומקי מדבר גובי. בין הניסויים האלה היה גם ניסוי 596, ניסוי הגרעין המוצלח הראשון של סין העממית.
שני לכתר.
באוגוסט 1966 לין ביאו, בן ה-58, החליף, באופן מעשי, את ליו כיורשו העתידי של מאו. מינו זה הפך לרשמי באפריל 1969, כאשר לין הוסמך כ"יושב הראש לצד מאו" בחוקה החדשה. בשנים 1966 עד 1971 הצבא השתלט למעשה על התפקיד שמילאה בעבר המפלגה בשלטון בסין.
כאשר מאו הביא לחלוקה מחודשת בדרג הצבאי, הוא קידם קצינים זוטרים בדרגותיהם הצבאיות. כך, למשל, ראש המטה הכללי החדש היה בכלל קצין זוטר בשם חואנג יונג-שנג. חואנג אשר נודע כ"רודף שמלות", חיזר גם אחר יה צ'ון, אשתו של לין ביאו. יה צ'ון שיחקה ברגשותיו של חואנג, כפי שנתגלה בהקלטת שיחה טלפונית ביניהם.
לין באותו הזמן הפך את חיל האוויר של צבא השחרור העממי למרכז פועלו. הוא מינה את בנו בן ה-25 לין לי-גואו, אשר כונה ה"נמר", לסגנו בפועל. בנוסף הוא מינה את בתו לפקד על ההוצאה לאור של עיתונים שקידמו פרופגנדה צבאית. דוגמה לפועלו של לין באה לידי ביטוי בישיבת פוליטביורו במאי 1966. באותה ישיבה לין ייצג למעשה את מאו בתור יד ימינו וכאחראי על ביצוע פקודותיו. הוא הכריז, באותה הישיבה, כי כל אשר יתנגד למאו הוא גם גינה יריבים פוליטיים במילים חריפות, ולמעשה העלה את הפתרון של הפיכה כאפשרות ריאלית, עקב דרישתו של מאו עצמו.
במקביל לביצור עמדתו של מאו, לין הוסיף לעסוק גם בענייני משפחה בוערים. מכתבים פוגעניים רבים הגיעו אליו ואל משפחתו, בהם נטען כי לאשתו הייתה פרשיית-אהבים עם ואנג שה-ויי, מנהיגם של המתנדבים הצעירים בינאן, אשר התנגד לשלטונו של מאו. בנקודה מסוימת, באחד המושבים של אסיפות הפוליטביורו לין הניח מסמך בפני המשתתפים ובו נכתב:
עקב הפיכת אשתו לדמות פוליטית, לין היה מחויב לנקות את שמה. הייתה לכך חשיבות לא רק בשביל להגן עליה ולשמור על ניקיון תדמיתו הציבורית, אלא גם כדי להגן על ילדיהם. יש לציין כי, מלבד לין, גם ג'ואו אנלאי תמך במאו ללא סייג, בעיקר משום שביקש להגן על עצמו מפני הדחה ופגיעה פיזית, כפי שקרה לבכירים אחרים בזמן "מהפכת התרבות".
מאבק בברית המועצות.
בסיום "מהפכת התרבות" בשנת 1969 גרעין השלטון של מאו היה בטוח ומצומצם. הוא הורכב מלין ביאו וג'ואו אנלאי כמו גם מראשי הצוות צ'ן בו-דא וקאנג שנג. במסגרת הפיצול הסיני-סובייטי, מאו שלח כוח צבאי אל האי המסוכסך והלא מיושב - ג'נבאו - בנהר אוסורי. בתגובה, אש ארטילריה רוסית שנורתה כפעולת תגמול, נתפסה כאיום ממשי על סין. מאו חשש כי הצבא האדום יפלוש לסין, ויראה את נחת זרועו לבייג'ינג. החשש היה כי דרך הרפובליקה הסובייטית הסוציאליסטית הקזחית הרוסים יפלשו לשינג'יאנג. מסיבה זו, נוצר שוב קשר בקו הטלפוני החם עם מוסקבה, ונערכה שיחה עם ראש ממשלת ברית המועצות, אלכסיי קוסיגין.
לבסוף נרגעו היחסים בין המדינות, ושגריר סובייטי חזר לבייג'ינג במהלך אוקטובר 1970.
תקרית לין ביאו.
קרע עם מאו.
עם הזמן החל מאו מסתכסך עם רוב כוחו של לין, אשר ניהל דיונים וקיבל הצעות חוק באסיפות סגורות, שנערכו על דעת עצמו. מאו החל לנסות להכשיל את לין: הוא הטיל וטו על הפיכתו הרשמית של לין לנשיא הרפובליקה העממית של סין, ונזף בו על כך שהיו לו למעשה יועצים מושחתים. בנוסף, הוא דרש שלין יקבל על עצמו "השפלה עצמית", אך האחרון סירב.
מבחינת מאו, היה זה "הקש ששבר את גב הגמל", והוא החל לנסות את כל שביכולתו, בצורה הכי שקטה, להפיל את לין.
הפיכה: פרויקט 571.
לין, אשר תמיד נהג להתבודד, החל להסתגר במעונו. הוא שלח מכתב אל מאו, לפיו במידה ויבוצע טיהור חדש, הפעם נגדו, יהיה על מאו לאייש מחדש את כל המערך הפוליטי הקיים. מחליפים אפשריים יבואו רק מתוך ותיקי המפלגה, ובחירה בהן תהיה למעשה התכחשות לעקרונות "המהפכה התרבותית".
במקום לשבת ולחכות לטיהור, לין בחר לעזוב את עיר הבירה הוא יצא אל גואנגג'ואו אשר הייתה קרובה מאוד להונג קונג (דאז האימפריה הבריטית), מקום בו הוצב חיל צבאי הנאמן לו.
בנו של לין, לין לי-גואו אשר כונה ה"נמר" היה מקורב מאוד לאביו. הוא החל לגנות את פועלו האוטוקרטי של מאו. עוד במרץ 1971 הוא ושלושה מחבריו העלו את רעיונותיהם על הכתב:
כתבים אלו ועוד היו חלק מפלג רעיוני אנטי-מאואיסטי אשר תכנן את ביצוע "פרויקט 571" (571 במנדרינית זה: "וּו-צִ'י-יִי"; שהגייתן נשמעת דומה לאמירה שמשמעה "התקוממות מזוינת")מטרת המבצע הייתה להפיל את מאו, ולמנות את לין ביאו למנהיג העליון של סין. באותו החודש, החל מאו בדיונים שעסקו בשימוע של יה צ'ון, אשתו של לין.
במאי 1971 לין שבר את הכללים, ובזמן אירוח נורודום סיהאנוק, נסיך קמבודיה, נעדר מטקס ה 1 במאי בכיכר טיין-אן-מן. הוא הצטרף רק לאחר שג'ואו אנלאי המודאג התקשר אליו. לין הגיע, התיישב לצד מאו, אשר איתו סירב לדבר. הטקס החל דקה מאוחר יותר. כנהוג היה צלם רשמי במהלך הטקס. בראיון אשר התבצע שנים מאוחר יותר על אשר התרחש אמר:
לין נשאר במקום למשך פחות מדקה. הוא לא בירך את איש מהנוכחים, ואף לא את הזוג המלכותי מקמבודיה. הוא עשה זאת מתוך הבנה, שמאו לא יבליג על העלבון. לין, מאוחר יותר, גם סירב להשתתף בביקור של ניקולאה צ'אושסקו ורעייתו, אלנה צ'אושסקו. לבסוף הוא ויתר, רק לאחר שאשתו יה צ'ון התחננה אליו שיעשה זאת למען שלומם.
בריחה.
לבסוף בספטמבר לין ביאו הסכים לברוח עם משפחתו. בנו לי-גואו דרש שלפחות ינסו ליזום התנקשות פוליטית במאו, דבר שלין ביאו שקל בתחילה, אך לבסוף ויתר על האפשרות. לאחר שרעיון ההתנקשות והתוכניות לביצוע נפסלו כבלתי אפשריים, הוחלט להמלט. בערב ה-12 בספטמבר, בעוד מאו ופמילייתו ישנו, תכננו משפחת לין את בריחתם. לצוות המטוס נאמר כי המשפחה נעה לדאליין, מקום נופש חביב ביותר עליה ועל כן לא עלה חשש בתא הטייס.
לי גואו ביקש מאחותו דודו להיות מוכנה ליציאה בבוקר. היא נותרה נאמנה למאו, גם כיוון שפחדה כי אביה החולה לא ישרוד במחנות הריכוז לעריקים אם ייתפס. על כן דיווחה ליחידת משמר שהייתה מוצבת בסמוך לווילה המשפחתית בדאליין. כאשר מידע זה הגיע לאוזניו של ג'ואו אנלאי, החל האחרון לפקח על תנועת המטוסים. באמצעות נאמני בנו, לין ביאו הבין שיש סכנה לתוכנית המילוט, והחליט לצאת עוד באותו הלילה ולא לחכות ליום שלמחרת.