Причины смерти спортсменки не уточняются.
Людмила Лысенко на Играх 1960 года в Риме завоевала золото в беге на 800 метров, она также была обладательницей мирового рекорда на этой дистанции (2.04,30). В Риме Лысенко опередила представительницу Австралии Бренду Джонс и Урсулу Донат из Германии. В активе Лысенко есть бронза чемпионата Европы 1954 года в швейцарском Берне.
16 сентября 1960 года Лысенко была награждена Орденом Трудового Красного Знамени — за успешные выступления в XVII летних и VIII зимних Олимпийских играх 1960 года, а также за выдающиеся спортивные достижения.
Лысенко 11 раз выиграла золото чемпионатов СССР в различных дисциплинах: бег на 400 и 800 м, а также кросс на 1 км.
