Композитор, дирижёр, педагог, фольклорист, основоположник национальной музыкальной школы.
Родился 22 марта 1842 года в селе Гриньки, ныне Глобинского района Полтавской области. В 1864 году окончил университет в Киеве, в 1867-1869 гг. прошёл курс Лейпцигской консерватории по классу фортепьяно и композиции; в 1874-1876 гг. совершенствовался в Петербургской консерватории под руководством Н.А. Римского-Корсакова. Записывал и обрабатывал украинские народные песни, создавал хоровые коллективы, пропагандировал украинские народные песни. В 1904 году на средства прогрессивной общественности открыл в Киеве Музыкально-драматическую школу (с 1918 года - Высший музыкально-драматический институт его имени), где учились многие видные представители украинского искусства. Как композитор был убеждённым последователем "Могучей кучки", претворял в своём творчестве реалистические принципы русской музыкальной школы на основе украинского фольклора.
Создал около 20 произведений для музыкального театра, заложивших основу украинского оперного искусства, в том числе оперы - "Рождественская ночь" (2-я редакция 1882, Харьков), "Утопленница" (1885, Харьков, на сюжет "Майской ночи" Н.В. Гоголя); оперетту "Черноморцы" (1872). Огромную популярность приобрела его опера "Наталка Полтавка" (1889, Одесса, по И.П. Котляревскому), построенная на обработках народных песен. Вершина оперного творчества Н.В. Лысенко - героико-романтическая опера "Тарас Бульба" (1890, поставлена 1924, Харьков, по одноимённой повести Гоголя). Беспощадной сатирой на царское самодержавие явилась опера "Энеида" (1911, Киев, по Котляревскому). Творчество Н.В. Лысенко протекало в различных жанрах. Автор цикла "Музыка к Кобзарю" Т.Г. Шевченко, включающего разнообразные вокальные жанры от песен до развёрнутых музыкально-драматических сцен; многих романсов и песен на слова И. Франко (в том числе гимн "Вечный революционер" - отклик на революционные события 1905-07), Л. Украинки, А. Олеся, М. Старицкого, Г. Гейне, А. Мицкевича, обработок народных песен, камерно-инструментальных произведений и исследований, посвященных украинской народной музыке. Жил в Киеве. Скончался 6 ноября 1912 года.