Родился в 1914 году в Амурской области. Работал комбайнером. В 1936-39 года отслужил срочную. Вернулся на гражданку. Переехал с Дальнего Востока в Луганск.
Когда началась Великая Отечественная война был снова призван. Службу проходил в бронебойном взводе. Участвовал в боях за Киев. Затем в Сталинградской битве, а затем и в Курской. В этих боях успел получить 3 ранения.
В августе 1943 года в боях на территории Сумской области Украины 147 дивизия, где он служил, получила задачу занять плацдарм на западном берегу реки Ворксла. Здесь советским солдатам пришлось столкнуться с танковой дивизией СС «Великая Германия».
Группа немецкий армий «Юг» стремительно отступала за Днепр после разгрома на Курской дуге. Неожиданный контрудар танковых частей «Великой Германии» прикрывал это отступление. Танки к месту боёв немцы подвозили по железной дороге, снимали их с платформ и тут же бросали в бой против нашей пехоты. Трое суток не прекращались ожесточённые бои.
В какой-то момент на отдельном участке сражения Лысенко оказался единственным оставшимся в строю бронебойщиком. Остальные -пехотинцы с винтовками и автоматами. С ними много против танков не навоюешь. И в этот момент в атаку на наши позиции пошли 15 танков противника.
Двумя первыми выстрелами Лысенко подбил два танка, но остальные танки приближались, и в третий танк пришлось бить с близкого расстояния. Танк разорвало изнутри - сдетонировал боекомплект. Взрывом бронебойщика контузило, а противотанковое ружье было повреждено. Но приходить в себя было некогда, подползал ещё один танк. Чтобы не быть раздавленным он... взобрался на него. Машина завертелась на месте, а потом рванула назад. Когда танк переползал через один из окопов, Лысенко увидел убитого солдата с целым противотанковым ружьём. Спрыгнув с танка на дно окопа, схватил ружье и выстрелил вдогонку немцу. Рванул пробитый бензобак.
Выстрелами из ПТРС Лысенко подбил ещё три вражеских танка, но и сам был ранен в руку. Понеся, такие потери, противник был вынужден отступить. Атака противника была отбита.
За этот подвиг сержант Лысенко был представлен к званию Героя Советского Союза. Указом Президиума Верховного совета СССР в январе 1944 года награждение было утверждено. Но герою не была вручена, так как после ранения он оказался в другой воинской части. Его просто ПОТЕРЯЛИ.
Лысенко продолжал воевать на 2 и 3 Украинском фронтах. Отличился в боях за Молдавию. Когда в одном из боев был удит командир принял командование на себя, вывел часть во фланг противника и выбил немцев с укреплённых позиций, обеспечив успех наступления на данном участке. За этот подвиг был награждён орденом Славы 3 степени.
А потом случилось непонятное. В январе 1945 года в боях за Чехословакию его часть попала в окружение. По результатам боев он считался пропавшим без вести. А в апреле 1945 года военный трибунал выносит приговор, согласно которому Лысенко Иван Тимофеевич был осуждён к 10 годам за кражу государственного имущества и дезертирство. Что с ним было между январём и апрелем 1945 года не ясно, соответственно не очень понятно насколько обоснованным был приговор. Он был направлен в штрафбат для отбывания наказания, но смыть вину кровью не успел - война кончилась.
Отбыв наказание работал на лесосплаве. В 1969 году вышел на пенсию. Переехал в Краснодарский край. В 1983 году вдруг выяснилось, что Герой Советского Союза Иван Тимофеевич Лысенко жив. Когда его вызвали в военкомат, для выяснения обстоятельств невручения награды, он впервые узнал о своём награждении. Организм не выдержал волнения. Случился инсульт. Через несколько дней - 20 января 1984 года его не стало.