Фамилия Лысенок образована по той же модели, что и украинские и белорусские фамилии на -енко, но с характерным белорусским суффиксом -ёнок. В основе лежит прозвище Лысый, которое давали человеку без волос на голове. Суффикс -ёнок в белорусской ономастике выполнял роль, близкую к русскому -ович или украинскому -енко: он указывал на родство, буквально «сын такого-то» или «потомок». То есть Лысенок — это «сын Лысого».

В русском языке аналогичную функцию выполнял суффикс -ов/-ев, поэтому фамилия Лысенок в центральных губерниях России практически не встречается — она сосредоточена в западных регионах, на границе с Беларусью, и в самой Беларуси. Прозвище Лысый могло быть не только описанием внешности. В крестьянской среде так нередко называли человека с особенностью прически (например, выбритая голова как знак принадлежности к определенной группе) или того, кто рано облысел. Со временем это бытовое именование закрепилось за семьей и передалось детям уже как фамилия.

Фамилия Лысенок — одна из тех, что сохранили прямую связь с прозвищем, без промежуточных суффиксальных переоформлений. Сравните с однокоренными Лысенко, Лысов, Лысцев — в каждом случае модель образования указывает на разную региональную и социальную среду.