父亲去世后，林徽因一直被痛苦深深地折磨着。
林徽因的二娘带着自己的孩子回到福建老家，她的生母何雪媛将依靠女儿和女婿生活。这时，梁启超开始考虑梁思成和林徽因的未来生计，特别是要在他们回国后给他们找一个好的职位。
1927年2月，梁思成完成了宾夕法尼亚大学的课程，获建筑学学士学位。他的两个设计方案先后获得了学院的金奖，这在学院的历史上也是罕见的。梁启超随信给梁思成和林徽因寄来了一本由北宋时曾任工部侍郎的李诫编写整理的《营造法式》。这是一部古代建筑技术专用书，是北宋时期官订的建筑设计、施工用书，近似于今天的建筑设计手册。林徽因、梁思成惊喜之余，却发现这部书采用的是宋代工匠们的术语行话，读来如同天书，无从破译。
为研究东方建筑，梁思成在1927年8月向哈佛大学的科学和艺术研究生院提出了入学申请，说他的目的是“研究东方建筑。对于那些大厦的研究及其保护的极端重要性促使我作此选择”。他的申请通过了，1927年9月他转入哈佛大学研究生院，半年之后，他获得了建筑学硕士学位。
这时，林徽因也结束了宾夕法尼亚大学的学业，获美术学士学位。早已向往演艺界的林徽因，决定到耶鲁大学戏剧学院去读舞美设计。在耶鲁大学，聪明美丽的林徽因受到了大家的欢迎。她是第一位在国外学习舞台设计的中国学生。宾夕法尼亚大学三年的学习使她打下了良好的美术功底，再加上她喜爱戏剧，也演过戏剧，因此她对舞台的灯光、空间、视觉效果，都有独到的见解，帕克教授对她十分赞赏。同学们也时常找林徽因帮忙做作业，善良的林徽因都会妥善地帮他们做好。林徽因在C.P.贝克教授的工作室学习舞台美术半年，成为我国第一位在国外学习舞美的学生。
梁思成是梁启超的长子，林徽因又是他亲自选定的未来儿媳，因此，梁启超为他们的婚事做了详细的安排：因为徽因和思成在国外，所以婚礼按照国外的规矩进行，在教堂举行婚礼，婚后去欧洲度蜜月，同时对外国的建筑进行考察，然后回国。婚事由大女儿思顺和女婿周希哲为他们操办。两人的定亲仪式按照中国的老规矩进行，由国内的亲人为他们操办。
1927年12月18日，梁思成、林徽因正式订婚。订婚仪式是梁启超在北京按传统礼仪办的。林徽因父亲过世，由姑父卓君庸履行仪式。梁启超提出，用旧式红绿庚帖各一份，合写男女籍贯、出生年月日时辰及父上三代。聘物是一件玉器，一件小金如意（正式行聘时无如意，改两方玉珮，一红一绿）。媒人则请曾任司法部司长的书法家林宰平担任，庚帖也请他缮书。梁启超二夫人王桂荃又请人选定阳历12月18日为吉日，梁思成二叔主持仪式。梁启超撰写了《告庙文》，清晨告庙谒祖，中午大宴宾客，晚上家族欢聚。虽然新人双方都不在场，但整个订婚仪式却十分隆重。
在为两人办完订婚仪式后，梁启超将一份祭告祖先的帖子寄给了梁思成，让他保管。同时提笔写信商议两人举办婚礼的大小事务。真是可怜天下父母心，这位高瞻远瞩、学贯中西的近代中国启蒙者，同时也是个平凡的父亲，会为孩子们生活的每一个细处操心，会为孩子的前途苦心筹划。他用自己的思想和情感默默影响着下一代要走的路。既像传统父母那样对孩子抱有望子成龙的想法，但是又平等、民主地对待自己的孩子。他在生活和事业上及时给予引导，同时又尊重孩子们的自主选择。
1928年2月，梁思成、林徽因各自完成了学业。学成归国之前，梁启超便开始操心他们的婚事了。
1928年3月21日，梁思成和林徽因在加拿大渥太华中国驻加拿大总领事馆的客厅里举行了婚礼。婚礼由在加拿大任总领事的女婿周希哲和女儿梁思顺帮助筹划。他们选定3月21日，为的是纪念宋代建筑家李诫。这一天是宋代李诫碑刻上留存的日期，也是关于李诫资料中唯一的日期。
林徽因不愿穿西式白纱婚礼服，但又没有中式礼服可穿，她便以构思舞台服装的想象力，自己设计了一套东方式的结婚礼服：长长的裙摆曳地，领口和袖口都绣有中国古典盘花纹样。特别是婚服的头饰，洁白的绢纱配着头饰华美的冠冕，中间的红璎珞美得耀眼。据说，婚礼当天，这套礼服曾使加拿大新闻摄影记者大感兴趣。林徽因的中国风让洋人们大开眼界，第二天报纸的头版头条几乎都是林徽因的婚照。她那清丽的眉眼开始有了小妇人的娇艳，清气逼人。
婚礼由姐姐和姐夫主持，中外来宾很多，场面非常隆重。林徽因就穿着这件别致的婚服，在美妙的婚礼进行曲中走向了梁思成，梁思成在林徽因脸颊上轻轻一吻。历经曲折，几多磨合，谦谦君子终于抱得美人归。一切深情尽在这一吻中，生命中所有的日子仿佛开出了美丽的花朵。
这对小夫妻也给姐姐、姐夫行了三鞠躬。这时，梁思顺也流下了激动的泪水。从夫人去世以后，梁启超便多次写信，弥合女儿同林徽因之间的不和谐感情。梁思顺也慢慢冰释了思想上的芥蒂。这次见到林徽因，比上次又有不同，她出落得更加风姿绰约，落落大方。在领事馆，她和周希哲还为林徽因、梁思成张罗了几桌丰盛的婚宴。
婚礼结束后，二人立即写信给梁启超，详细告知婚礼的举行情况。梁启超收到信后，满心欢喜，很快回复他们，表示祝贺，并诉说自己的喜悦和期望。他说：“我将近两个月没有写给孩子们的信了。今最可告慰你们的，是我的体子静养极有进步，半月前入协和灌血并检查，灌血后红血球竟增至四百二十万，和平常健康人一样了。你们远游中得此消息，一定高兴百倍。思成和你们姊姊报告结婚情形的信，都收到了，一家的冢嗣，成此大礼，老人欣悦情怀可想而知。尤其令我喜欢者，我以素来偏爱女孩之人，今又添了一位法律上的女儿，其可爱与我原有的女儿们相等，真是我全生涯中极愉快的一件事。你们结婚后，我有两件新希望。头一件你们俩体子都不甚好，希望因生理变化作用，在将来健康上开一新纪元。第二件你们俩从前都有小孩子脾气，爱吵嘴，现在完全成人了，希望全变成大人样子，处处相互体贴，造成终身和睦安乐的基础。这两件希望，我想总能达到的。”
任公老人的慈爱宽仁令两个小儿女深为感动。
婚后，梁思成与林徽因踏上了欧洲的蜜月之旅。
他们先到英国伦敦考察了圣保罗大教堂，参观了带有东方情调的布莱顿皇家别墅以及别具古典内涵的英国议会大厦，最使他们倾心的还是海德公园的水晶宫。林徽因在日记里写道：“从这座建筑，我看到了引发新的、时代的审美观念最初的心理原因，这个时代里存在着一种新的精神。新的建筑，必须具有共生的美学基础。水晶宫是一个大变革时代的标志……”
随后他们又到了法国、意大利和德国等地。
巴黎的春天明媚而又轻扬。香榭丽舍大街上，阳光在高大的法国梧桐树林之间投下了斑驳的影子，像一幅浪漫的油画。他们还参观了巴黎圣母院和卢浮宫。在意大利古老的罗马城，两人参观了西斯廷教堂，仔细欣赏那闻名于世的米开朗琪罗的穹顶画。在夕阳西下的暮霭中深深沉醉。在德国波茨坦，梁思成牵着林徽因慢慢地走向爱因斯坦天文台。爱因斯坦天文台是德国著名建筑师门德尔松的表现主义代表作，爱因斯坦自己也对它赞叹不已，说它是20世纪最伟大的建筑和造型艺术上的纪念碑。
这次欧洲之行对他们未来的生活和工作都产生了十分深远的影响，使他们形成了建筑美学的国际视野。
在中国驻西班牙使馆，他们收到了父亲梁启超的信。他一直在北京养病，给儿女们写信是他排解寂寞的方式。他告诉梁思成和林徽因：“……思成的工作定下来了，现已接到了东北大学的聘书，月薪二百六十五元，这是初任教教员的最高薪金了，暑假一结束就要开始上课……那边的建筑事业将来大有发展的机会，比温柔乡的清华园强多了。但现在总比不上在北京舒服，我想有志气的孩子，总应该往吃苦路上走。”
原来，新建的东北大学建筑系缺乏合适的教员，从宾夕法尼亚大学建筑系毕业的杨廷宝听说了这件事，马上推荐了自己的好友梁思成，于是，东北大学筹备委员会就决定聘请梁思成。梁启超也认为这是个好机会，就鼓励自己的儿子利用这个机会回到国内，好好发挥自己的才能。看到工作落实了，梁思成的心一下子放松了许多。
这时已经是7月份，还有一个多月学校就要开学了，他们决定放弃考察活动，马上回国。又因为时间紧迫，不得不把水路改成旱路。他们坐火车横穿西伯利亚，经伊尔库什克回国。这是他们唯一的漫游。这一场别样的蜜月旅行，让他们终生与建筑结下不解之缘。
哪怕未来的人生一路荆棘，哪怕会面对种种困境，这对刚刚牵手的年轻夫妻都会共同面对。