Родился 22 марта 1842 г. в селе Гриньки на Полтавщине, там же провел детские и юношеские годы. Будущий композитор рано узнал и полюбил украинское народное музыкальное творчество. Народная песня и танец, сказка и легенда впоследствии стали тем благодарным источником, из которого Лысенко черпал сюжеты и образы для своих сочинений.

В 1865 г. Лысенко окончил Киевский университет (факультет естественных наук), но музыкальное дарование и влечение к искусству направили его жизнь по иному руслу. В 1867—1869 гг. молодой музыкант учился в Лейпцигской консерватории, а в 1874—1876 гг. — в Петербургской (класс инструментовки Н. Римского-Корсакова).

Наиболее плодотворным периодом в жизни Лысенко были 80—90-е гг., когда он создал свои лучшие оперы на гоголевские сюжеты («Рождественская ночь», «Утопленница», «Тарас Бульба»), оперу «Наталка-Полтавка», ряд композиций из серии «Музыка к «Кобзарю» Т. Шевченко», три детские оперы на сюжеты народных сказок, романсы и песни.

Лысенко много занимался педагогической и дирижерской деятельностью. Организуя хоровые коллективы, он совершал с ними концертные поездки по Украине, пропагандируя песни славянских народов. Открытая им в 1904 г. в Киеве музыкально-драматическая школа надолго сделалась важнейшим очагом высшего специального образования на Украине.

В последние годы жизни Лысенко написал оперу-сатиру «Энеида» (по И. Котляревскому), где подверг беспощадной и злой критике самодержавные порядки, и оперу-миниатюру «Ноктюрн».

Умер Н. В. Лысенко 6 ноября 1912 г. в Киеве.

Оперы Лысенко занимают в истории музыкальной культуры Украины огромное место. Впервые в его творчестве оформились такие оперные жанры, как историко-героическая народная драма, лирико-бытовая опера, детская опера, опера-сатира и т. д. Почти все оперные произведения Лысенко созданы в тесном творческом содружестве с известным украинским драматургом М. Старицким.

«Тарас Бульба» — лучшая опера Лысенко. Замыслы этого сочинения относятся еще к 1874 г.. но для их осуществления потребовались долгие годы. В 1890 г. был закончен клавир. Одним из первых, кому композитор показал свое любимое творение, был П. Чайковский, посетивший тогда Киев. Он отнесся с живым участием к произведению и его автору. Через год Лысенко завершил оркестровку. Но до Великого Октября добиться постановки оперы не удалось. К 95-летию со дня рождения Лысенко, отмечавшемуся в 1937 г., украинским композиторам Л. Ревуцкому и Б. Лятошинскому и поэту М. Рыльскому было поручено сделать редакцию оперы Лысенко с целью устранения некоторых ее недостатков; однако в этом сложном и ответственном труде успех пришел к ним не сразу, и только в 1954 г. они создали окончательную редакцию монументальной народной драмы Лысенко.

Опера «Наталка-Полтавка» — очень характерное явление украинского национального музыкального театра. В практике любительских и профессиональных трупп на Украине закрепился тип драматического спектакля, обильно насыщенного народной песней (сольной и хоровой), национальными танцами.

Пьеса И. Котляревского «Наталка-Полтавка», поставленная впервые в 1819 г., быстро приобрела прочную популярность и до наших дней не потеряла своего обаяния, выдержав самое строгое испытание временем.

На протяжении своей долгой сценической жизни «Наталка-Полтавка» подвергалась многочисленным обработкам и музыкальным редакциям. Наиболее художественно полноценной оказалась редакция Н. Лысенко, осуществленная им в 1889 г.