У 1859 році Микола Віталійович вступає на природничий факультет Харківського університету. Провчившись у ньому всього один рік, він разом з батьками перебирається до Києва. Навчання в університеті, який він успішно закінчив у 1865 році, М. Лисенко вдало поєднував з заняттями музикою, яка все більше і більше захоплювала його. У цей же час він багато пише, притому звертається не лише до дрібних інструментальних жанрів, але й до музично-драматичних творів.