光绪二年（1876年），林森林随“建威”号远航新加坡、
小吕宋、
槟榔屿等口岸。林森林以其技艺胆识深得总理船政大臣
沈葆桢器重，赏以五品军功，派为“建胜”蚊船管带。
光绪十年闰五月二十二日，法国2艘军舰，以“游历”为名，闯入闽江口，长驱直入马尾港，与福建水师相傍而泊，对福建水师进行监视，后陆续增至12艘，给福州省城、福州船政局、福建水师以严重威胁。
林森林对法国侵略者的行径极为愤概，曾上书会办福建海疆事宜张佩伦、船政大臣何如璋，力陈战守之策，迫切要求御寇杀敌。但清政府则令命福建水师“按兵不动”，“不许先行开炮，违者虽胜亦斩”。
七月初三日下午，法国侵略军选择了退潮时机，向福建水师发动了突然袭击。林森林立即督驾“建胜”号砍断锚绳起碇应战。发炮重创敌舰“伏尔他”号前部。因“建胜”号船小炮弱，被法舰集中炮火击沉，船上官兵几乎全都殉国。林森林也中弹牺牲，年仅31岁。