《歌手》第一期節目，林憶蓮演唱歌曲《不必在乎我是誰》，排在第二名。《不必在乎我是誰》是她最有代表性的作品之一，首發于1993年，被收錄在同名專輯《不必在乎我是誰》中。

第二期節目到第十期節目，林憶蓮又演唱了歌曲《無賴》、《Run》、《我最親愛的》、《克卜勒》、《盛夏光年》、《藍蓮花》、《崇拜》、《多得他》、《柿子》等。其中，第三期節目最危險，她唱《Run》，得了第六名。第七期、第十期節目中，她均得了第一名。區別在于，第七期節目，她唱的是《藍蓮花》，第十期節目，她唱的是《柿子》。

第十一期節目是突圍賽，林憶蓮沒有參加。第十二期節目，林憶蓮帶來歌曲《Leslieforever》，成功進入總決賽。第十三期節目，張惠妹助陣林憶蓮，兩人一起唱了歌曲《也許明天》，林憶蓮當上歌王。最后，第十四期節目，林憶蓮唱了《小情歌》。

林憶蓮參加的是《我是歌手第五季》。2017年，《我是歌手》更名《歌手》，《我是歌手第五季》一般被乘坐《歌手2017》。同時，它還有另外一個名字叫《歌手第一季》。除了林憶蓮之外，《歌手2017》的其他選手包括譚晶、迪瑪希、杜麗莎、獅子合唱團、袁婭維、光良等。大家唱歌的水平都很高，尤其是林憶蓮。