刘铭传在北部负责防务时，严重缺乏人力以及物力，但林朝栋则自备军饷，独成一军，协助刘铭传在台湾北部(台北城、基隆、沪尾等地)的防务工作。林朝栋率兵在三貂岭与八堵之间抵抗入侵之法军，协助刘铭传收复基隆。事後刘铭传上奏报告战况，并请为兵部郎中林朝栋赏加道衔，赏戴花翎，清廷准奏。
光绪十一年(1885年)台湾建省後，刘铭传「开山抚番」实施事业，请林朝栋协助，由林朝栋负责中路之营务，并任命他为抚垦局局长。林朝栋在「开山抚番」过程中，镇压了大湖、大嵙崁等各地之原住民，清廷并赏与劲勇巴图之封号，并加三品官衔。在「开山抚番」过程中，刘铭传给予林朝栋与其堂叔林文钦「林合」之垦契，特许其在中部沿山地区以近千甲之土地招募农人佃耕。并又给予林朝栋全台之樟脑专卖权，林朝栋因此而得到庞大的收益。
光绪十四年(西元1888年)，林朝栋协助镇压彰化施九缎抗清丈量土地之事件，获赏黄马褂。
甲午战後，清廷割让台湾予日本，林朝栋留守在台抗日，但听闻唐景崧内渡、以及日军已攻至桃竹地区，林朝栋退回彰化地区，不久後即内渡回中国，在其内渡回中国後，仍有不少林朝栋之栋军在台持续抗日活动。
内渡回中国後，林朝栋曾奉特旨办理福建省团练。後自泉州、厦门一带移居至上海，光绪三十年(西元1904年)病逝於上海。
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