Lynen a Müncheni Egyetemen tanult. Több évig dolgozott a kémiai tanszéken (1942-47), majd kinevezték egyetemi tanárrá. Münchenben az élő sejt intermedier anyagcseréjével foglalkozott; kimutatta a szteroidok és a zsírsavak bioszintéziséhez vezető reakcióláncok első lépését: a koenzim-A acetilezését. 1954-ben a müncheni Max Planck Sejtkémiai Intézet igazgatója lett.
Lynent igen nagyra becsülték a tudományos közéletben.
A szteroidok és a zsírsavak bioszintézisére
vonatkozó munkáját a Nobel-díjat odaítélő
bizottság úgy értékelte, hogy az az elméleti
kémia fejlődéséhez és a koleszterin által
előidézett betegségek gyógyításának
kutatásához egyaránt hozzájárult.