华州区下庙镇胡村人。少时曾入私塾，就读咸林中学。1936年8月参加革命，1938年3月加入中国共产党。

第二次国内革命战争时期，林毅在西安高中求学，参加了中华民族解放先锋队，参加了“一二·九”学生运动，加入了西北青年救国会，全身心地投入到抗日救亡运动中。抗日战争时期，转入延安抗大学习，后历任八路军一一五师晋西独立支队参谋，教导第二旅教育股副股长，鲁南军区作战股股长，第三团副参谋长。解放战争时期，历任鲁南军区警备第八旅十五团团长，第一军分区参谋长，华东野战军鲁中南纵队第四十七师参谋长，第三野战军三十五军一〇三师参谋长，华东军政大学第五总队总队长、训练部处长等职。林毅先后率部参加了攻克泗水、横渡长江、解放南京等许多著名战役，为民族独立和解放以及新中国的诞生贡献了自己的力量。

中华人民共和国成立后，林毅先后任华东军区教导总队总队长，中国人民解放军空军第二十轰炸师师长，空军第一师师长，北京军区空军参谋长，国防科学技术委员会第二十训练基地副司令员，国防部第五研究院三分院副院长，第七机械工业部第三研究院院长，哈尔滨船舶工程学院院长，第六机械工业部副部长、党组成员兼第七研究院院长、第七研究院顾问。1955年获二级独立自由勋章、二级解放勋章，授予大校军衔，1964年晋升为少将。

林毅长期担任国防科学技术装备战线的领导工作，为中国人民解放军陆、海、空军的装备发展，为中国航天及船舶工业的发展、壮大以及科技进步、人才培养，呕心沥血，开拓进取，做了大量开创性的工作。

林毅为新中国军队建设、航天船舶工业的发展奋斗一生，2000年10月31日在北京逝世，享年83岁。