Lin gikk inn i Folkets frigjøringshærs flyvåpen i 1967 og ble forfremmet til nestkommanderende i 1969. I 1970 utviklet han etter sin far Lin Biaos ønske en plan, Prosjekt 571, for å ta livet av Mao Zedong. Da dette kuppforsøket slo feil prøvde Lin-familien å flykte til Sovjetunionen, men omkom under flukten i en flystyrt i Mongolia.