2011年,被导演
林书宇挖掘,参与拍摄了成长爱情奇幻电影《
星空》,饰演沉默又叛逆的少年小杰,与同样家庭不幸的小美产生了别样情愫,该影片首周票房破千万;林晖闵凭借担任该该片的男主角获得第14届台北电影节最佳新演员奖,并入围第49届台湾电影金马奖佳新演员奖和第6届亚洲电影大奖最佳新演员奖;同年参加综艺节目《
康熙来了》。
2012年5月,出演台湾亲情电影《看不见的光影》,饰演阿聪,与
吴敏演绎了一段亲情故事;10月,与管羽、李语绮搭档主演由
滕华弢执导的亲情微电影《
我的爸爸》,在剧中饰演
管羽的儿子多多。
2013年1月,出演家庭剧情电影《
逗阵ㄟ》,在剧中饰演一家子中的哥哥刘国梁;1月6日,同
梁修身、
阿娇等参加台湾娱乐节目《
百万小学堂》;9月进入安康高中就读;9月10日,携手阿信、言承旭、林依晨等共同主演由相信音乐公司制作的演唱会电影《
5月天诺亚方舟》。2015年,在台湾公共电视人生剧场电视剧《今天我代课》中饰演俊华一角。2016年,考入
台北艺术大学。
林晖闵阳刚的外表下有一颗柔弱的心,在演出《星空》的时候,因经验不足,反而比
徐娇演得自然、天然,因为林晖闵把自己完全丢到那个角色里,他在镜头前面不会害怕,够沉稳,超越了一般十三岁、甚至有经验的小朋友的演出,而且他演技在往前走并且达到了很舒服的平衡。(导演林书宇评)