Герой Советского Союза.
Заместитель командира эскадрильи 74-го гвардейского штурмового авиационного полка 1-й гвардейской штурмовой авиационной дивизии 1-й воздушной армии 3-го Белорусского фронта, гвардии старший лейтенант.
Родился 10 августа 1918 года в селе Искренное Шполянского района Черкасской области в крестьянской семье. Украинец. Член КПСС с 1943 года. Окончил неполную среднюю школу. Работал мастером киевского завода "Большевик".
В 1941 году призван в ряды Красной Армии. Окончил военно-авиационную школу. В боях Великой Отечественной войны с января 1942 года. Воевал на 3-м Белорусском фронте.
К сентябрю 1944 года заместитель командира эскадрильи 74-го гвардейского штурмового авиационного полка гвардии старший лейтенант совершил 512 боевых вылетов, уничтожая живую силу и боевую технику противника, его резервы, воинские эшелоны, склады, авиацию на аэродромах.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 23 февраля 1945 года за образцовое выполнение заданий командования по уничтожении живой силы и техники противника и проявленные при этом мужество и героизм гвардии старшему лейтенанту Ивану Иосифовичу Лысенко присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда" (№ 6222).
В 1953 году окончил Таганрогские высшие лётно-тактические курсы. С 1960 года полковник И.И. Лысенко — в запасе. Жил в Киеве. Скончался 14 августа 2000 года.
Награжден орденом Ленина, четырьмя орденами Красного Знамени, орденом Богдана Хмельницкого 3-й степени, орденом Александра Невского, двумя орденами Отечественной войны 1-й степени, медалями.