W latach 30. XX wieku przewodził kampanii w naukach agrotechnicznych, obecnie określanej jako „łysenkizm”, która odrzucała współczesną genetykę i przetrwała w ZSRR do połowy lat 60. Teorie genetyczne Łysenki odrzucały prawa dziedziczności, przypisując nieograniczone możliwości przekształcania organizmów metodą zmian środowiskowych. Teorie te znalazły wyznawców wśród władz politycznych i zostały narzucone nauce radzieckiej metodami przymusu administracyjnego, któremu towarzyszyła scentralizowana kampania propagandowa. Teorie Łysenki zaaprobował Stalin, zaś naukowcom reprezentującym genetykę Mendla i Morgana zabroniono dalszych prac. Większość ówczesnych specjalistów, broniących naukowego punktu widzenia, prześladowano. W 1940 aresztowano głównego oponenta Łysenki, genetyka Mikołaja Wawiłowa, który zmarł w więzieniu (oficjalnie podanym powodem śmierci było niedożywienie). W roku 1948 WKP(b) specjalnym dekretem odrzuciło zasady genetyki Mendla, uznając „łysenkizm” za oficjalną naukę państwa radzieckiego. Decyzja ta, jak i państwowo aprobowana działalność Łysenki, miała negatywny i długotrwały wpływ na rozwój biologii i rolnictwa w ZSRR, przyczyniła się do głodu milionów ludzi i do katastrofalnego stanu radzieckiej produkcji rolnej.