1994年，林毅夫和蔡昉、李周合作出版了《中国的奇迹：发展战略与经济》，这是他的新结构经济学理论框架雏形。2008年到世界银行工作前，林毅夫根据在大学教授的中国经济专题课，整理成书，出版了《中国经济专题》，诺贝尔经济学得主詹姆斯·赫克曼评价此书：“这本书向很多传统的新古典理论的信条提出了挑战，并解释了在现实中照搬这些原理是如何对转型国家造难性后果的。”2001年，林毅夫第一次用新结构经济学的理论框架来分析一般发展中国家发展和转型成败经验的努力。这一年，林毅夫在大学，以“发展战略、自生能力和经济”为题发表了首届D·盖尔·约翰逊年度纪念。2007年，林毅夫获得英国剑桥大学的邀请去做一年一度的马歇尔，他在中以一个三部门的数学模型来说明要素禀赋结构、发展战略、制度扭曲和发展绩效之间的逻辑关系，并用1962—1999年间101个国家的跨国年度数据对各项理论推论进行检验。的内容后来整理成书，以《经济发展与转型：、战略和自生能力》为题由英国剑桥大学出版社出版，五位诺获得者为这本书写推荐序，创新了剑桥大学出版社的记录。2009年，界银行首席经济学家任职一周年的一个内部会报告中，林毅夫首次将他的系统研究及其理论框架命名为新结构经济学，并以“新结构经济：反思发展问题的框架”为题发表了耶鲁大学的西蒙·库兹内茨年度。2012年界银行的工作结束前，林毅夫将新结构经济学有关的论文结集由世界银行出版社出版了《新结构经济：反思经济发展与政策的理论框架》。
很多人称林毅夫是中国经济乐观派。对林毅夫来说，他对中国经济的信心来自两方面，一是有亿万希望通过努力改善自己生活，并使下一代生活得更好的人民，二是一个解放思想实事求是与时俱进的。毫无疑问，这和他的新结构经济学中所阐述的——“有效的市场”和“有为的”是经济快速可持续发展的两个最重要的制度前提这个观点一脉相承。
林毅夫认为，从1978年到2017年，连续39年，中国国内生产总值以平均每年9.5%的高速增长，对外贸易的年均增长速度更是高达14.8%。在底子薄、人口多的前提下，以如此高的速度持续这么长时间的增长，人类历史上不曾有过。
“回顾中国的，用同志的话讲，是摸着石头过河，以走一步看一步的渐进方式来推动，并不是在任何现成的理论的指导下进行的。”林毅夫说。对20世纪80、90年代，中国以及前苏联东欧国家从计划经济向市场经济的转型，世界银行原副行长、首席经济学家，后来当了美国财政部部长、哈佛大学校长的著名经济学家劳伦斯·萨默斯在1994年时发表的一篇文章中说，就计划经济怎样向市场经济转型的问题，这一次经济学界出乎意料地有一个大家共同接受的答案，这个答案就是以“休克疗法”，把“共识”所主张的私有化、市场化、稳定化，一次落实到位。并有理论证明像中国那样摸着石头过河，用渐进的、双轨的方式进行转型则是最糟糕的方式，造成的结果会比原来的计划经济还差。但现实结果却相反，“在转型期中国避免了实行休克疗法国家的经济崩溃、停滞、危机不断，经济稳定、快速发展”。