В августе 1941 года назначен на должность командира батальона тяжёлых танков в 56-м танковом полку (28-я танковая дивизия), после чего принимал участие в оборонительных боевых действиях на новгородском направлении. В конце того же года Фоминых тяжело заболел, после чего лечился в госпитале. После выздоровления в декабре был назначен на должность преподавателя тактики 2-го Харьковского танкового училища, а в апреле 1942 года — на должность старшего помощника начальника оперативного отдела 8-го танкового корпуса, который вскоре принимал участие в боевых действиях в ходе Ржевско-Сычевской наступательной операции. В августе был ранен и после выздоровления в октябре назначен на должность начальника штаба 25-й танковой бригады, в ноябре 1942 года — на должность командира 12-го отдельного гвардейского танкового полка прорыва, в марте 1943 года — на должность начальника штаба, а в июле 1944 года — на должность командира 29-го танкового корпуса (5-я гвардейская танковая армия), который принимал участие в ходе танкового сражения под Прохоровкой, а также в боевых действиях в Белгородско-Харьковской, Кировоградской, Корсунь-Шевченковской, Уманско-Ботошанской, Вильнюсской, Минской и Каунасской наступательных операциях и при освобождении городов Кировоград, Звенигородка, Умань, Борисов, Молодечно, Вильнюс.