W 2004 roku odpadła w eliminacjach podczas igrzysk olimpijskich w Atenach. Łysienko przebiła się do czołówki zawodniczek w rzucie młotem latem 2005 roku. 15 lipca 2005 pobiła rekord świata Rumunki Mihaeli Melinte wynikiem 77,06 m. Miesiąc później musiała jednak zadowolić się tylko brązowym medalem mistrzostw świata. 12 czerwca 2006 rekord świata odebrała jej koleżanka z reprezentacji Gulfija Chanafiejewa. Niecałe dwa tygodnie później Łysienko znowu rzuciła najdalej – 77,80. Nowy rekord uzyskała w maju 2007 w Soczi – 78,61. Rezultat ten został jednak później anulowany z powodu stosowania niedozwolonych środków i rekordem świata był wówczas rezultat Łysienko z Tallinna (77,80). W 2006 zdobyła tytuł mistrzyni Europy wynikiem 76,67 m pokonując Chanafiejewą i Kamilę Skolimowską.