Scrivi una continuazione per questo paragrafo - Lysenko è tornato in competizione nel luglio 2009, vincendo il titolo russo con 76,41 m. Ha vinto l'oro alla Coppa Continentale IAAF 2010 e si è classificata terza nella prima edizione della IAAF Hammer Throw Challenge alla fine dell'anno, con un punteggio combinato di 223,96 metri per i suoi tre migliori lanci. Nel 2011, ha vinto il suo primo campionato mondiale nei primi campionati mondiali in cui le prime tre donne hanno superato i 75 m. Ha vinto il lancio del martello.
medaglia d'oro alle Olimpiadi di Londra 2012 con un lancio di 78,18 m. Ha vinto i Campionati del Mondo 2013 con un lancio leader mondiale di 78,80 m.