芝加哥大学经济系是全美高校中最好的经济系，云集了一大批大师级经济学家，素以学风严谨、学生淘汰率高著称。当时，林毅夫已过而立之年，国内经济学教育和国外先进水平差距甚大。如果不做“毅夫”——一个有毅力的人——一切都不可能。面对巨大挑战，他付出了超人的努力，把全部时间和精力投入到了学习和研究中，没有节假日，也不分白天黑夜，“几乎4年没出校门”。他的勤勉获得了丰厚的回报，在同届30多个博士生中，他是唯一一个4年拿到博士学位的人，而一般学生需5至7年。他的毕业论文《中国的农村改革：理论与实证》，被舒尔茨教授誉为“新制度经济学的经典之作”。
1986年，林毅夫到美国耶鲁大学经济增长中心做了1年博士后研究。
正是在留美期间，林毅夫才得以与从台湾赶来的妻子陈云英团聚。1987年，林毅夫放弃了加州大学洛杉矶分校的教职和世界银行等多家国际机构的工作机会，携妻带子回到北京，成为大陆改革开放以来第一个从西方学成归来的经济学家。
很多人为他惋惜，当时国内没有研究伙伴，没有讨论和交流，甚至资料都难以搜集，如何做研究？他说：“我都知道。可研究是什么？就是要对不能解释的现象给出合理的解释。中国有的是这样的经济现象，这是最重要的。”他坚信中国将在21世纪崛起，这个过程需要知识分子参与，必须投身于其中。关于回来的决定，他“一点儿挣扎都没有”。
只为经世济民
林毅夫是在国际主流经济学学术期刊上发表论文最多的华人经济学家之一，但他却不想仅仅做一个书斋里的学者，经世济民是他的夙愿。回国后，他进入国务院农村发展研究中心，主要是从事中国农业问题的研究。他认为这是当时最好的工作，可以见证并影响中国社会。
农业对我国发展具有特殊的重要意义，林毅夫从研究中国农业问题开始走上经济学研究之路，奠定了他在国际经济学界的地位。
林毅夫的信念从未动摇，一种高度乐观的态度自始至终陪伴着他。他感到，国家正迈向全方位的改革，这更需要高水平的理论和教育。1994年，他与几位学者在北大创办中国经济研究中心，研究视野遍及发展经济学、农业经济学和制度经济学。
