Родился 30 апреля 1962 года в Ленинграде (сейчас — Санкт-Петербург). Отец — Владимир Иванович Фоменко, физик-метролог. 

В детстве занимался в Театре юношеского творчества (ТЮТ) и играл в симфоническом оркестре Ленинградского дворца пионеров на первой скрипке. Увлекался горными лыжами, получил разряд мастера спорта. 

В 1983 году окончил Ленинградский государственный институт театра, музыки и кинематографии (ЛГИТМиК). Во время учёбы вместе с Максимом Леонидовым и Дмитрием Рубиным организовал музыкальную группу «Секрет». В начале существования коллектива Фоменко выступал в качестве бас-гитариста, а после эмиграции Леонидова стал фронтменом и вокалистом. Группа имела успех в СССР с середины 1980-х до начала 1990-х годов. 

По окончании института по распределению работал в Александринском театре. Позже сотрудничал с «Сатириконом», театром «На Литейном», Ленинградским театром драмы имени Пушкина. 

В театре играл главные роли в спектаклях «Саранча», «Трубач на площади», «Что случилось в зоопарке», «Собачье сердце», «Трёхгрошовая опера». Одна из известных ролей — Пичем, «король нищих», в пьесе «Трёхгрошовая опера». 

В кино дебютировал в 1983 году в фильме «Скорость». Сначала появлялся в эпизодических ролях в картинах «Как стать звездой» (1986), «Анекдоты» (1990) и других. Первой крупной ролью стала роль Коли в фильме Владимира Машкова «Сирота казанская» (1997). 

Среди других работ — роли в фильмах «Лунный папа» (1999), «Апостол» (2008), «Старые клячи» (2000), «Беспринципные» (с 2020 года) и других. 

На телевидении в разные годы вёл телепередачи «Утренняя почта», «Проще простого», «Перехват», «Пан или пропал», «Слабое звено» и другие. С 1995 года работал на «Русском радио», вёл несколько передач. 

В музыке с 2019 года сотрудничает с группой «КерамикА» и принимает участие в записи их песен. В 2009 году в рок-опере Александра Градского «Мастер и Маргарита» исполнил партию Коровьева.