Valmentajaurallaan Fomenko on toiminut Dynamon ohella muun muassa Metalist Harkovan ja Tavrija Simferopolin valmentajana. Joulukuussa 2012 hänet nimettiin Ukrainan maajoukkueen päävalmentajaksi. Fomenko johdatti Ukrainan MM2014-jatkokarsintoihin ja EM2016-lopputurnaukseen. Ukraina kuitenkin hävisi kaikki EM-alkulohkonsa ottelut ja putosi kisoista. Turnauksen jälkeen Fomenko ilmoitti, ettei jatka sopimustaan liiton kanssa.