浜松市生まれ。浜松市立南部中学校3年在学中、1982年に第36回全日本学生音楽コンクールピアノ部門第1位入賞。アメリカ留学中、シルヴィア・ミューリングに師事。1986年に桐朋女子高等学校音楽科を卒業してドイツへ渡り、クラウス・シルデに師事。1989年、ミュンヘン音楽大学マスタークラス卒業。1991年、ミュンヘン音楽大学大学院ピアノ科ならびに室内楽科を修了。この間、1988年にアドルフォ・L・アブレダ国際ピアノコンクール第2位（最高位）入賞。1991年、第37回マリア・カナルス国際音楽コンクールピアノ部門第2位ならびに特別賞入賞。1993年、第10回ロベール・カサドシュ国際ピアノコンクール第3位。1996年5月、紀尾井ホールのパフォーマンス・トゥデイでリサイタルデビューを果たす。1997年秋にドイツから日本へ活動の拠点を移す。リサイタルの他、クラシック・フィルハーモニー・ボンや読売日本交響楽団、日本フィルハーモニー交響楽団など国内外の著名なオーケストラと共演しているのをはじめ、室内楽の分野でも活躍している。夫は在京オーケストラの事務局員。姉の仲道郁代は著名なピアニストである。
座右の銘は「一球撃命」。勝負を決める一打を放つという意味。『中国語ジャーナル』2007年8月号（アルク社）では林について特集が組まれ、表紙に載った。
2013年11月28日に中華職業棒球大聯盟の兄弟エレファンツからドラフト3巡目で指名され、2014年2月17日に正式契約を結んだ。2014年3月末にスライディングをした際に左膝の半月板を損傷。その後も試合には出場したものの、26試合で打率.192・本塁打1・打点10で、5月14日に左膝の手術を受けた。2015年春季キャンプ中に、監督の謝長亨からチームキャプテンに任命された。95試合に出場し96安打、打率.309、本塁打6、打点58の成績を残した。2017年に引退し、学生野球資格回復のプロ側研修会に参加したことが報じられた。2018年に中信兄弟の二軍監督に就任した。また、この年に甲子園球場で始球式を行なった。その時、現役時代の応援歌が流れ、林は「自分のテーマが流れて嬉しかった」と語っている。
本人や長男泰生（1959年（昭和34年）生まれ・NPO子ども環境文化研究所理事長）は、その著書やホームページなどで、小山家の家系の一部が述べている。小山観翁の父は総理府世論調査所長・社会学者・立教大学の小山榮三教授。観翁の祖父・小山秋作は複数の兄がいたため分家した。秋作は陸軍士官学校に進み、日露戦争時の作戦参謀や奉天（瀋陽）軍政官を務めたが、将官になることなく陸軍大佐で退役。退役後は国策会社・南洋起業社長に就任した。また代々、越後長岡藩（藩主・牧野氏）の藩典医で、曾祖父小山良運は、緒方洪庵（適塾）に学んだ蘭方医であったとしている。小山良運は、長岡藩の抜擢家老である河井継之助と幼なじみで、親しかったともいわれている（出典『河井継之助伝』今泉鐸次郎著、1910年、博文館）。これに対して、長岡藩の原資料などによると、当家系は、藩主お目見え以下の足軽より格下の出自であったが、鍼灸師として立身した家系であったことがわかる。長岡藩の名医とされる武氏・安田氏は400石以上が給付されたが、小山氏の家系は、15俵の微禄で、立身した後も100石台前半の給付であった。詳細は次の通りである。1682年（天和2年）、藩主と謁見を許されない格式の中間組（ちゅうげんぐみ）に所属していた軽輩（卒分）であった小山玄悦が、針術に長けていたため、わずか15俵2人扶の微禄を持って、針師として召しだしを受けていた。小山玄悦の代に軽輩（卒分）から士分となり藩主と謁見を許されるが、馬に乗ることが許されない小組の歩兵部隊に所属することになった。中間組の歩卒から小組の歩兵に転属したことは出世である。ついで、小山玄悦の家督を相続した小山玄良が立身して130石を給付され異例の立身をした。玄悦の孫の時代と見られる長岡藩寛保分限(1741年成立)には江戸定府として、小山玄信(130石)と見え、藩主の参勤交代に随従して、針医としての役目を務めていたものと推察される。時の藩主・牧野忠周は、大変ひ弱で、隠居後は江戸藩邸に暮らした。小山玄信はこのほか正徳、延享の分限にも見える。小山玄悦の曽孫と推察される小山玄良が長岡藩中居屋敷禄高調(1803年頃成立）に見える。小山玄悦の玄孫と推察される小山良為が長岡藩御家中附(1836年頃成立)に見え針医と注記があり、七軒丁（町）東側に屋敷があった。隣家は外科医と大工である。この分限には小山姓は1名である。小山玄悦の来孫と推察される小山良英が長岡藩家中禄高調(1844年頃成立)に見える。この分限にはのちに分家する小山良岱が45人扶(実質112,5石)として記載されている。1832年、小山良岱は長岡で初めて刑死者の解剖を処刑場で行った。足軽・中間などの卒分を除き、人扶ち支給のみの標記であることは、仮採用的な意味を持つか、部屋住み身分での出仕と見られる。小山玄悦の昆孫と推察され、小山観翁の曽祖父である小山良運が長岡藩安政分限(1859年頃成立)に130石で見える。小山玄悦の雲孫と推察され、小山観翁の祖父の兄である小山正太郎が、長岡士族総名順(1869年成立)に上司(100石)で見える。この分限には、小山良岱の家督を相続した上司・小山良圭(130石)と、小山松庵60石の計3名の名が見える。上記の続柄は兄弟による養子相続があった可能性を排除するものではない。