Фамилия Лысенкина — женская форма фамилии Лысенкин, а та, в свою очередь, образована от фамилии Лысенко. Чтобы понять её происхождение, нужно разобрать цепочку на два шага. Первый шаг: фамилия Лысенко — типичная украинская фамилия на -енко, которая в XVI–XVII веках означала «сын» или «потомок» человека по прозвищу Лысый. Второй шаг: на русской почве, при переселении или при записи в документы, к украинской основе добавили русский патронимический суффикс -ин. Получилась фамилия Лысенкин — буквально «чей?» — «сын Лысенко». А Лысенкина — это уже «жена или дочь Лысенкина».

Исходное прозвище Лысый на Руси было распространённым. Оно не обязательно указывало на отсутствие волос: «лысым» могли назвать человека с высоким лбом, с залысинами, а в некоторых говорах — даже хитрого или проницательного. В старину прозвища такого рода давали без злого умысла, просто по заметной внешней черте.

Редкость фамилии Лысенкина в том, что она фиксирует двойную патронимию: сначала украинский суффикс -енко, потом русский -ин. Такие «гибридные» формы встречаются нечасто. Они возникали в пограничных регионах (современные Курская, Воронежская, Ростовская области) или при переезде носителей украинских фамилий в центральные губернии России, где местные писцы переоформляли фамилию на привычный лад.

По сословной принадлежности предки Лысенкиных скорее всего были крестьянами или казаками. Фамилия не дворянская, не купеческая — суффикс -ин в этой модели указывает на простое происхождение. Встречаемость фамилии низкая, что говорит о локальном бытовании и небольшом числе родов.