Родилась 21 сентября 1923 года в селе Юрченково Волчанского района Харьковской области. В возрасте 8 лет осталась без матери. Училась в школе в селе, закончила 4 класса. Работала на сахарном заводе в селе Белый Колодезь.

Перед войной уехала на работу в город Азов. Работала на рыбзаводе, там ее застала война. С начала войны работала на окопах. Зимой расчищали аэродром в Азове для самолетов. Когда летом 1942 года немцы вошли в город Азов Зоя Трофимовна ушла в совхоз, там выращивала овощи. Во время оккупации немцев ее из совхоза полицаи гоняли на перерегистрацию в Азов за 5 км. Она была комсомолкой, комсомольцев немцы расстреливали. И ее должны были расстрелять, если бы Азов 8 февраля 1943 года не освободила Советская армия.

20 мая 1943 года комсомолку Зою Трофимовну Лысенко вызвали в военкомат в городе Азове и отправили в Ростов-на-Дону, где формировали два полка девушек. Был сформирован 329-й зенитно-артиллерийский дивизион малого калибра. Лысенко Зою поставили подносчиком снарядов на орудие, дали солдатскую форму и отправили на фронт на Украину на реку Миус, где она участвовала в боях. После отправили под Днепропетровск, а после переправили охранять железнодорожный мост на реке Сиваш, где захватчики перекрывали переправу Советских войск.

Далее Зою Трофимовну перевели в часть 01437 связистом-телефонистом. Немецкие самолеты бомбили часто, связисту Лысенко Зое приходилось часто налаживать связь, тащить катушку с проводами и телефоном. Долго они с Зенитной частью находились на Сиваше, охраняя мост, чтобы Советские войска беспрепятственно переправляли военную технику в Крым.

Затем в 1945 году ее с 1858-м Зенитно-артиллерийским полком 37- миллиметрового калибра отправили в Венгрию в город Будапешт на реку Дунай охранять мост, чтобы машины могли переправляться на правую и левую стороны Будды и Пешта. Полк уничтожил 4 танка и 12 самолетов. Зое Лысенко долго приходилось находиться в землянке на связи и передавать орудиям координаты ведения огня по самолетам.

Сообщение о Победе ее застало в Будапеште. Демобилизовалась в августе 1945 года. После демобилизации вернулась в Азов, работала в совхозе выращивала овощи. Затем вернулась в Харьковскую область. В 1947-1951 гг работала в Харькове на заводе по производству моторов для тракторов. Затем в селе Юрченково звеньевой на полях, а позже там же почтальоном. В 1971 году приехала в город Шебекино, работала во Вневедомственной охране по 1978 год. В 1980-х годах работала почтальоном в г. Шебекино, а в 1988-1992 гг работала уборщицей. В 1992 году ушла на заслуженный отдых. В настоящее время проживает в селе Ржевка Шебекинского района.