Fomenko maakte geen deel uit van de nationale selectie die in 1972 de finale van het EK in België bereikte. Vier jaar later mocht hij met de Sovjet-Unie, dat inmiddels gecoacht werd door Dynamo Kiev-trainer Lobanovskyi, wel deelnemen aan de Olympische Spelen in Montreal. De Sovjet-Unie veroverde een bronzen medaille door in de troostfinale met 2-0 te winnen van Brazilië.