朱伟林出生于1956年，毕业于上海同济大学，获博士学位，后在挪威工学院石油勘探专业学习。朱伟林于1982年进入中国海洋石油总公司工作，在中国海洋石油勘探开发研究中心从事研究工作，先后担任研究室副主任、主任，研究中心副总地质师、总地质师等职。1999年后，历任中国海洋石油总公司勘探部副经理、中国海洋石油有限公司勘探部副总经理、总经理，中海石油（中国）有限公司湛江分公司总经理，中国海洋石油有限公司副总裁等职。2007年8月，任中国海洋石油总公司总地质师兼中国海洋石油有限公司执行副总裁。

朱伟林享受政府特殊津贴，入选国家“百千万人才工程”，被评为全国优秀科技工作者，并获得李四光地质科学奖。