Народився 19 вересня 1948 року, у селі Мала Рибиця Сумської області.
Вихованець сумської футбольної школи "Спартак" (з 1962 р.), за яку виступав у 1965-1969 роках.
У 1970-1971 р. грав за луганську "Зорю", з 1972 по 1978 рр. - За київське "Динамо". Зіграв 24 матчі за збірну СРСР, з 1972 по 1976 роки. Амплуа: захисник.
Досягнення: Кубок володаря кубків УЄФА 1975 р., володар Суперкубка УЄФА 1975 р., чемпіон СРСР у 1974, 1975 та 1977 рр., Кубок СРСР у 1974 та 1978 рр., віцечемпіон Європи 1972 р. м.
У 30-річному віці через травму спини Фоменко був змушений завершити кар'єру гравця. Протягом двох років проходив навчання у Вищій школі тренерів.
У 1979 році – головний тренер клубу "Фрунзенець" Суми. У 1980-1984 pp. був помічником головного тренера київського "Динамо". Очолював тренерський штаб ФК "Десна" Чернігів (1985-1986), "Кривбас" Кривий Ріг (1987), "Гурія" Ланчхуті, Грузія (1987-1989), "Рашид" Багдад, Ірак / національна збірна Іраку (1990), "Автомобіліст" Суми (1991-1992), "Динамо" Київ (1993), "Верес" Рівне (1994), національна збірна Гвінеї (1994), "ЦСКА - Борисфен" Київ (1994-1996), "Металіст" Харків (1996) -2000, 2001-2003), ЦСКА Київ (2000-2001), "Металург" Запоріжжя (2003), "Таврія" Сімферополь (2006-2008), "Салют" Білгород, Росія (2010-2011).
Досягнення на тренерській посаді: чемпіон та володар Кубка України (1993), фіналіст Кубка України (2001).
З грудня 2012 року до 2016 – головний тренер національної збірної України з футболу.
На відборі до чемпіонату світу у Бразилії збірна України посіла друге місце у групі та увійшла до топ-20 рейтингу ФІФА, проте за результатами стикових матчів проти збірної Франції не змогла кваліфікуватися на чемпіонат світу.
У відбірному етапі на чемпіонат Європи 2016 року у Франції збірна України посіла третє місце у групі, вийшла у стикові відбіркові матчі, де перемогла збірну Словенії, та пройшла у фінальну частину чемпіонату Європи.
На Євро-2016 українці не спромоглися пройти груповий етап. Першою втративши шанси на вихід у 1/8 з нулем набраних очок і такою ж цифрою забитих голів, команда Фоменка показала найгірший результат не лише на Євро-2016, а й загалом на чемпіонатах Європи багатьох років.
Ще до закінчення групового етапу Фоменко заявив про звільнення з посади головного тренера. На посаді наставника збірної його змінив Андрій Шевченко.
Михайло Фоменко помер 29 квітня 2024 року у віці 75 років.
Заслужений тренер України, майстер спорту СРСР, майстер спорту міжнародного класу.
Заслужений працівник фізичної культури та спорту України. У 2004 р. Фоменко присвоєно орден За заслуги III ступеня.
29.04.2024