U podstawy pilśniowata biała grzybnia. Miąższ Cienki, o grubości nie przekraczającej 1 mm, blady. Ma łagodny zapach i lekko ściągający lub gorzki smak. Cechy mikroskopowe Wysyp zarodników ciemno szarobrązowy. Zarodniki 7–9,5 × 4,5–6 µm, elipsoidalne do migdałowatych w widoku z przodu, gładkie, grubościenne z wierzchołkową porą rostkową.
Występowanie i siedlisko Łysiczka czarnobrązowa występuje w Ameryce Północnej i Południowej oraz w Europie, gdzie jest szeroko rozprzestrzeniona. W piśmiennictwie naukowym na terenie Polski do 2016 r. podano 27 stanowisk, najwięcej w województwie pomorskimJolanta Adamczyk, Rozmieszczenie grzybów halucynogennych z rodzaju Psilocybe (Fr.) P. Kumm w Polsce, Journall of Health Study and Medicine, 2016, nr.1, s. 17–32.. Liczne i bardziej aktualne stanowiska podaje internetowy atlas grzybów. W Polsce uznana jest za gatunek rzadki. Znajduje się na Czerwonej liście roślin i grzybów Polski. Ma status R – gatunek potencjalnie zagrożony z powodu ograniczonego zasięgu geograficznego i małych obszarów siedliskowych.