У 1855 році почав навчання в привілейованому навчальному закладі – 2-ій Харківській гімназії. Закінчивши гімназію, вступив на природничий факультет Харківського університету. Але в 1860 році через матеріальні труднощі родина Лисенків переїхала до Києва, і Микола перевівся до Київського університету, який закінчив із відзнакою. 1865 року Лисенко належав до «Київської Громади», працював у кількох гуртках, пов’язаних із етнографічною діяльністю, викладанням у недільних школах, заснував і провадив студентський хор, організовував концерти.
У вересні 1867 року вступив до Лейпцизької консерваторії, що вважалася однією з кращих в Європі.
28 грудня 1867 року в Празі відбувся успішний концерт Лисенка, де він виконав багато українських пісень у власних фортепіанних аранжуваннях.
Улітку 1868 року одружується з Ольгою О’Коннор. Спільно вони прожили 12 років, але дітей у них не було.
У 1869 році завершив навчання в консерваторії, пройшовши 4-річний курс навчання всього за два роки. Під час навчання написав кілька інструментальних творів, зокрема 1-у частину симфонії та симфонічну увертюру «Ой запив козак, запив», струнний квартет і тріо, а також видав свою першу збірку українських народних пісень для голосу й фортепіано. Тоді ж Лисенко написав і свої перші твори на слова Тараса Шевченка: «Заповіт», «Ой одна я, одна», «Туман, туман долиною».
1869 року, повернувшись до Києва, займався творчою, викладацькою та громадською діяльністю. Він брав участь в організації недільної школи для селянських дітей, пізніше – в підготовці «Словника української мови», в роботі Південно-Західного відділення Російського географічного товариства.
1878 року займав посаду педагога з фортепіано в інституті шляхетних дівчат. Тоді ж настають зміни і в особистому житті – Микола взяв другий (цивільний) шлюб із Ольгою Липською, яка була піаністкою та його ученицею. У цьому шлюбі мав 5 дітей.
У 1904 році відкрив власну музично-драматичну школу. Це був перший український навчальний заклад, що надавав вищу музичну освіту за програмою консерваторії. У школі Микола Віталійович викладав фортепіано. І школа, і Микола Лисенко, як її директор, перебували під постійним наглядом поліції. У 1907 році він був на деякий час заарештований.
Лисенко провів чотири великих гастрольних турне: 1892-93, 1897, 1899, 1902 роки. Два концерти відбулися в Прилуках, у літньому театрі (нині територія ЦТДЮ). Програма складалась із двох відділів – на початку Лисенко виступав як піаніст із виконанням власних творів, а потім співав хор, якому Микола Віталійович акомпанував.
1908-1912 роки – голова ради правління «Українського Клубу».
Лисенко писав твори в різних жанрах: оперному, хоровому, вокальному, інструментальному, а обробці української народної пісні надавав величезного значення. Започаткувавши свідомий національний напрям в українській музиці, Микола Лисенко ще за життя заслужив собі епітет «батько української музики».
Помер 6 листопада 1912 року в Києві, похований на Байковому кладовищі.
За інформацією Прилуцького краєзнавчого музею
та Українського інституту національної пам’яті
