Итак, с 1869 по 1874 год Лысенко живет и работает в Киеве, в 1872–1873 годах Николай Витальевич входит в состав дирекции Русского музыкального общества, принимает участие в его концертах, в 1872 году в Киеве создается по его инициативе любительское хоровое общество, хором при нем руководит Лысенко. В том же году вместе с рядом украинских деятелей (среди которых и верный соратник — Старицкий) Лысенко добивается разрешения на постановку украинских пьес. Он пишет оперетты «Черноморцы» и «Рождественская ночь» (позже она стала оперой). Так начинался украинский национальный музыкальный театр.
В 1873 году издана музыковедческая работа Николая Лысенко, в которой он анализирует думы и песни, исполняемые кобзарем Вересаем, тогда же пишется много фортепианных вещей, симфоническая фантазия «Казак-Шумка».
При этом Николай Витальевич был несколько недоволен своим музыкальным образованием. Он в 1874 году поступает в Петербургскую консерваторию в класс Римского-Корсакова. Своей задачей украинский композитор видел усовершенствование мастерства в области симфонической инструментовки. В столице Николай Витальевич близко знакомится с членами «Могучей кучки», подвижнические идеи которых, их стремление к демократизации музыки близки украинцу по духу, полностью им поддерживаются. Лысенко в Петербурге предлагали хорошую работу — капельмейстера в частной опере с перспективой работы на императорской сцене. Вообще, Николая Витальевича считали одним из самых талантливых пианистов страны, предлагали ему продолжить карьеру именно в этом направлении, но его не прельщало простое концертирование. Он сам устраивает концерты хоров с исполнением украинских песен, сочиняет произведения в ставшем традиционным народном духе.
В Киев композитор вернулся в 1876 году, активно участвует в концертах, сам устраивает «Славянские концерты». Он пишет фортепианные произведения крупной формы, организует хоры из семинаристов и студентов. Однако в 1876 году появляется Эмский указ, запрещавший использование украинского языка на публике, так что украинские песни хоры Лысенко исполняли на других языках.
В 1878 году Николай Витальевич занял должность преподавателя фортепиано в институте благородных девиц, впоследствии работал и в других музыкальных школах, давал частные уроки. Тогда же, в 1878-м он женится во второй раз — на Ольге Липской. От этого брака у Лысенко было пятеро детей. Во время последних родов в 1900 году супруга композитора умерла, и воспитанием детей он занимался самостоятельно. Это отнимало у талантливого музыканта массу времени, нервов, денег…
В 1880 году Лысенко начинает работать над монументальной оперой «Тарас Бульба». Она была завершена через десять лет и считается вершиной творчества композитора. После премьеры Лысенко был удостоен похвалы самого Чайковского. Кроме этой оперы, в 80-е годы были написаны и другие известные теперь произведения: опера «Утопленница» (по Гоголю), кантата «Радуйся, нива неполитая» (на стихи Шевченко), пьесы для фортепиано. Третья редакция «Рождественской ночи» с большим успехом ставится в Харькове. Николай Витальевич создает целый ряд детских опер — «Коза-Дереза», «Пан Коцький», совершенствует и оркеструет музыку к опере «Наталка Полтавка».
С 1892 по 1902 год Лысенко несколько раз устраивает «хоровые путешествия» по Украине. Среди помощников композитора в этих гастролях был и А. Кошиц, который в будущем организовал уже гастроли капеллы «Думка» за границей, продолжив, таким образом, дело своего учителя. (Лысенко и сам мечтал познакомить с украинской музыкой Европу.)
В 1903 году Украина широко отмечала 35-летие творческой деятельности Лысенко. Мероприятия были масштабные, до этого ничего подобного здесь не было. Друзья организовали сбор средств для издания произведений композитора и покупки ему дачи, но все собранные деньги Николай Витальевич потратил на организацию Музыкально-драматической школы, ставшей первым украинским учебным заведением, работавшим по программе консерватории (с 1918 года — Высший музыкально-драматический институт имени Н. Лысенко). Впрочем, статус консерватории для этой школы Лысенко выбить так и не удалось. В школе преподавали на украинском языке, был введен курс украинской драмы и впервые — класс игры на бандуре. Таким образом, композитор стал основоположником национального музыкального образования.