Bjarne Lysholm ble tidlig interessert i naturen og insekter. I 1912 skrev han en avhandling om plankton og copeoder i Trondheimsfjorden. Han var også, sammen med marinbiolog Ole Nordgård, med å bearbeide et materiale kopeoder fra et tokt i Atlanterhavet. Men det var først etter at han sluttet som sjef i familibedriften at han fikk bedre tid til sin interesse for entomologien. Det var særlig biller (Coleoptera) fra Midt-Norge og områdene rundt Trondheim, han arbeidet med. Men sammen med H.J. Sparre Schneider og T.G. Münster reiste han til Finnmark flere ganger.
Forfatter
Bjarne Lysholm har skrevet en rekke publikasjoner. På slutten av 1890-tallet en fortegnelse over biller i Trøndelag. Dette og nytt materiale ble i 1937 sammenfattet i en ny artikkel som omfattet nær 1 300 arter av biller. Dette gjorde Trøndelag til den best undersøkte delen av den norske billefaunaen.[7]