Николай Петрович Лысенков родился в 1909 году в г.Балаково Саратовской области. В 1934 году окончил Московский педагогический институт имени Ленина. В 1934-1935 годах работал директором Балаковского педагогического техникума. В 1935 году поступил в аспирантуру Московского педагогического института им.Ленина, которую окончил в 1937 году. Избирался секретарем комитета комсомола института.
В 1937 году рекомендован в органы госбезопасности. 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. По прикрытию являлся заведующим консульским отделом Посольства СССР. Н.П.Лысенков чутко и внимательно руководил оперсоставом. Как позднее вспоминал один из сотрудников резидентуры, благодаря продолжительной работе с одним из источников резидентуры удалось выполнить важное правительственное задание — добыть "План Маршалла".
"Естественной была радость Николая Петровича, радость за меня, — вспоминает он. Но резидент предостерег меня от зазнайства. "Ты напал на золотую жилу и надо разрабатывать ее поактивнее. Изучай связи своего источника. Именно здесь надо искать расширение его возможностей." Работа в этом направлении принесла резидентуре новые успехи.
Будучи резидентом внешней разведки в Париже, Н.С.Лысенков часто шел на риск, принимая всю полноту ответственности на себя. Как-то, по воспоминаниям разведчиков, он приобрел ценного источника информации. Однако это чуть было не привело к концу его разведывательной деятельности. Берия, которому доложили об обстоятельствах вербовки, пришел в ярость и распорядился выгнать Н.П.Лысенкова из разведки. И только полученная от этого источника важнейшая информация, доложенная Сталину, спасла резидента от расправы.
В 1950-1952 годах Н.П.Лысенков на руководящей работе в центральном аппарате разведки. С 1952 по 1955 год возглавлял резидентуру в Нью-Йорке, где находился под прикрытием заместителя Постоянного представителя СССР при ООН. В разгар холодной войны и разгула макартизма в США Николай Петрович сумел перестроить работу резидентуры и добиться больших успехов в ее работе. Он лично привлек к сотрудничеству с разведкой ряд лиц, которые в течение длительного периода передавали важную документальную информацию стратегического характера о планах и намерениях США в отношении нашей страны.
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.