Фамилия Лысенков — один из характерных примеров того, как украинская модель образования фамилий прижилась на русской почве. Её основа — прозвище Лысый, а суффикс -енко указывает на украинское происхождение. В русском языке этот суффикс адаптировали, добавив типично русское окончание -ов, чтобы фамилия звучала привычно для северных говоров. В результате получилась гибридная форма: чисто украинская по корню и суффиксу, но русифицированная по окончанию.

Прозвище Лысый в старину давали не только за отсутствие волос. В южнорусских и украинских говорах слово «лысый» могло означать и «рыжий» — из-за того, что рыжие волосы на солнце отливают светлым, почти белым пятном. Так что предок носителя фамилии мог быть как лысым, так и рыжеволосым. Кроме того, в народной традиции лысина ассоциировалась с хитростью: лысыми называли пройдох и проныр, которые «гладко» выходят из любых передряг.

В отличие от большинства фамилий на -енко, которые остались в неизменном виде (Лысенко), вариант Лысенков встречается реже и почти исключительно в России. Он говорит о том, что носитель фамилии — потомок выходца с Украины, который переселился в великорусские земли, где фамилию «подогнали» под местные нормы склонения. Других версий происхождения, например от имени Лысень или топонима, не существует — основа прозрачна и лежит на поверхности.