В органы государственной безопасности пришел после окончания аспирантуры Московского педагогического института имени В.И.Ленина в 1937 году. Во внешней разведке - с 1939 года. В том же году был командирован в Латвию. Положительно себя зарекомендовал, приобрел ряд надежных источников информации, вел активную вербовочную работу.
В 1940-1941 годах работал в резидентуре внешней разведки в Финляндии. С началом Великой Отечественной войны возвратился в Москву в центральный аппарат внешней разведки.
В 1943 году Лысенков Н.П. направлен в резидентуру внешней разведки в Иране, где вел активную работу до 1945 года. Принимал участие в мероприятиях по обеспечению безопасности участников Тегеранской конференции в ноябре — декабре 1943 года.
В 1945-1950 годах находился в служебной командировке во Франции в качестве заместителя, а затем резидента внешней разведки.
В 1950-1952 годах - на руководящей работе в центральном аппарате разведки. С 1952 по 1955 год возглавлял резидентуру в Нью-Йорке. В разгар «холодной войны» и разгула макартизма в США Николай Петрович сумел перестроить работу резидентуры и добиться больших успехов в ее работе.
В 1955 году Н.П.Лысенков возвратился в Москву и был назначен на должность заместителя начальника управления. В связи с болезнью в том же году вышел на пенсию.
За образцовое выполнение оперативных заданий и личный вклад в обеспечение государственной безопасности был награжден орденами Красной Звезды и «Знак Почета», а также многими медалями.
Скончался в 1956 году.