2013年，林志炫與齊秦、楊宗緯、辛曉琪、彭佳慧等歌手參加湖南衛視製作的《我是歌手》，憑著代表作《沒離開過》[7]奪得第五期第一名，在第六期憑著周杰倫的《煙花易冷》奪得第三名 ，在第三輪 （兩期為一輪）得亞軍。在第七期，雖然與黃綺珊撞歌 （《The Power of Love》），但憑著無詞歌《Opera》（改編自Vitas的《Opera》）奪得第二名[8]。在第八期，他在「輪盤抽歌」選中蔡琴的《你的眼神》，得到第一名，也在第四輪奪下冠軍。[9]
林志炫憑著偶像 Air Supply的 代表作《Making Love Out of Nothing At All》奪得第九期第一名。[10]，在第十期，在《向齊秦致敬》單元，選唱《夜夜夜夜》而得第三名[11]，也在第五輪奪下冠軍，這首歌也紀念剛過世的長輩朋友。[12] 在第十二期半決賽，林志炫重唱他在《One Take演唱會》時翻唱柯以敏《斷了線》和順子《回家》組曲[13]，而奪得第二名。[14]在總決賽，他與 蕭敬騰合唱 Phil Collins 和 Phil Bailey 的《Easy Lover》和重唱他在《One Take演唱會》時的國語版《浮誇》，獲得總亞軍。[15][16][17]
