Lysenko var komponist, pianist og dirigent. Han studerte ved universitetene i Kharkiv og Kyiv og senere ved Leipzig Conservatorium der Musik under Carl Reinecke og Ernst Richter (1867–69). Fra 1874 til 1876 studerte han orkestrering under Rimskij-Korsakov i St. Petersburg. I 1904 grunnla han sin egen skole for musikk og drama i Kyiv.