2012年，林源与张嘉译、宋佳合作出演的谍战剧《悬崖》上星播出，而她也凭借该剧入围搜狐第二届电视剧盛典最佳女配角;随后，她与黄小蕾、张铎合作主演的都市剧《非常90后》播出，在剧中饰演个性张扬的时尚少女关柔柔;同年，其与胡歌、杨洋合作主演的都市剧《刷新3+7》也于上海东方卫视播出，她在《兵马俑与招财猫》单元中饰演刚从表演专业毕业的小姑娘蒋丽;此外，她与陈乔恩、明道合作主演的古装剧《王的女人》上星播出，在剧中饰演女扮男装继承父亲官职的花倾国。

　　2013年，林源与杨雪、蒋欣合作主演的军旅剧《我的燃情岁月》在央视八套播出，在剧中饰演正义感爆棚的女兵方捷;随后，她与马天宇、郭家铭合作主演的喜剧片《百万爱情宝贝》在中国内地上映，在片中饰演单纯善良的四眼妹陶小奇;同年，与佟丽娅、雷佳音合作主演的都市剧《断奶》在上海东方卫视播出，在剧中饰演敢爱敢恨、积极向上的女孩程优优;之后，其与周一围、张晞临合作主演的年代剧《独有英雄》在湖北卫视播出，在剧中饰演历经种种磨难而实现自我价值的黄麦子。

　　2016年，林源与迟嘉、夏凡合作主演的抗战剧《蚂蚱》在贵州卫视播出，在剧中饰演为了帮助心爱之人不顾自身安危的池田樱子;随后，她与罗晋、杨烁合作主演的抗战剧《狭路》上星播出，在剧中饰演历经战乱、颠簸、侮辱成长成独立女性的莫莉;同年合景2博金娱乐，其与茅子俊、郭昊伦合作主演的抗战剧《希望使命》播出，在剧中饰演顾全大局、伶俐聪慧的战士王蕾蕾。

　　2017年，林源与陈浩民、林子聪合作主演的古装剧《欢喜县令》在四川卫视播出，在剧中饰演武功高强的猎户之女曹天骄;随后，与闫学晶、孙绍龙合作主演的都市剧《和妈妈一起谈恋爱》在央视八套播出，在剧中饰演乖巧懂事、古灵精怪的方小菲;同年，其与文章、马伊琍合作主演的谍战剧《剃刀边缘》上星播出，在剧中饰演温柔体贴的九儿，之后，与林江国、刘丛丹合作主演的谍战剧《毒战》播出，在剧中饰演禁毒善后局局长的女儿马青萍;与此同时，她还与文章、闫妮合作主演年代剧《一步登天》，在剧中饰演单纯善良的小怜。