1949年7月12日，中共河北省委第一次全体会议在保定召开，宣告中共河北省委成立，林铁任省委书记。从此以后，林铁在河北主政了整整17年。
林铁任河北省委书记后，坚决地执行了党的干部路线和干部政策，他在用人问题上任人唯贤，搞“五湖四海”。河北省的12名省委委员分别来自冀中、冀南、太行、冀东4个区党委和华北局，省委几个主要部门的主要领导也都来自各个区党委。
1956年，林铁为了提高河北省各级领导干部领导经济工作的能力，亲自带领省辖市的市委书记们到工业基础较好的东北三省参观学习。毛泽东得知林铁的“东北之行”后，约他进京汇报。林铁联系河北实际，向毛泽东报告了取经学习的收获、体会，毛泽东频频点头，叮嘱他说：“就是要这样钻，钻进去，学会我们所不熟悉的东西。”
林铁在生活上非常简朴，他的办公室是两间砖铺地面的平房，里屋是卧室，外屋是办公室，阴暗潮湿。林铁上厕所要走出小院，雨天到外面的茅房如厕还得打着雨伞，如此艰苦的条件，他一住就是9年，却从未提出为自己增建一间办公室或宿舍。
林铁讲话
1957年2月，刘少奇视察保定，望着河北省委机关的平房愣住了，好久没有说话。后来刘少奇对林铁说：“前面我表扬了你，现在我却要批评你，你忘了自己。”林铁刚想说点什么，刘少奇又笑着说：“你们保持了艰苦朴素的优良作风，我应该向你们学习。”
1959年11月，林铁到唐山市检查工作，唐山的一位市领导托他的秘书，给他带了箱陶瓷。林铁得知此事后，严厉地批评了秘书：“从哪弄来的？为什么要人家的东西？这样的事你为什么不先告诉我？不行！不能这样办，必须退回或者照价付款。你一定要按我的话去办。今后像这样的事，你不能自作主张。凡是有人送东西，一律不收。这是一条纪律，必须严格遵守。”
海河水系是河北省最大的水系，也是中国七大江河之一，支流众多。作为河北“母亲河”的海河，哺育了两岸燕赵儿女，也给河北大地带来频繁严重的洪、涝、旱、碱灾害。林铁来自长江三峡腹地，对严重水患所造成的巨大损失有切身体会，他深刻认识到要发展河北的工农业生产，必须制服洪水，把毁坏千百万人民劳动成果的水害变为水利。
从上世纪50年代中期开始，林铁以极大的胆识和钢铁般的意志，抓住治水不放，他根据海河上宽下窄、入海不畅的扇形水系特点，借鉴周恩来治理淮河的方针提出了“上蓄、中疏、下排”的科学配套方案。林铁在治水实践中确定了“以蓄为主，民办为主，小型为主”的方针和以小型为基础、中型为骨干、修建必要的大型工程的措施，他用短短几年就组织建成了18座大型水库、21座中型水库和大量的小型水库，并开挖了多条排水入海通道，初步控制住了海河水系的洪水。
1963年11月12日，毛泽东视察天津（此时河北省会已由保定移驻天津），他在听取河北省委的汇报后，对河北的发展状况很满意，为林铁主持兴修水利、治理海河旗开得胜而高兴。毛泽东激动而风趣地说：“我不做湖南人了，要做河北人。生在湖南，死在河北！”
1966年，林铁因为在农村搞“小自由”、刮“单干风”等所谓的修正主义错误，受到批判，蒙冤达10余年，但他始终相信党，相信群众，保持革命者的铮铮铁骨和乐观主义精神。1980年7月，林铁得到彻底平反，恢复名誉。林铁恢复工作后，曾担任第五届全国人大常委会委员、中央组织部顾问、中顾委委员等职。
1989年9月17日，85岁的林铁因病在北京辞世。老战友孙毅中将为林铁写的挽词“为人正直一生无愧，立党为公精神永存”，恰如其分地评价了他的一生。
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