Николай Фоменко пришел работать в милицию в 1987 году. «Работал на разных должностях в следственных подразделениях органов внутренних дел, руководил работой территориальных подразделений милиции. Также назначался на руководящие должности аппарата Главного управления — возглавлял работу штаба и уголовного блока милиции. Последнее время Николай Иванович руководил работой уголовного блока милиции Харьковского городского управления внутренних дел», — пишет о нем сайт Центра общественных связей облуправления МВД.
В ноябре 2010 Фоменко назначен начальником Харьковского городского управления милиции — на место ушедшего на пенсию Александра Баранника.
В сентябре 2011 года Фоменко отстранен от должности начальника Харьковского городского управления милиции. Корректировки в руководстве милиции произошли после того, как в Харькове задержали милиционеров, которые торговали оружием.
Тогда же был задержан и начальник райотдела Юрий Юрченко — ему вменили халатность. А начальник облуправления милиции Михаил Мартынов получил выговор.
В декабре 2011 года Николай Фоменко вернулся в Харьковское горуправление милиции на должность первого заместителя начальника.
Приказом МВД Украины от 16.11.2012 Николай Фоменко назначен начальником следственного управления ГУ МВД Украины в Харьковской области.