Петр Фоменко окончил несколько учебных заведений. Среди них музыкально-педагогический институт им. Гнесиных, училище М.М. Ипполитова-Иванова по классу скрипки. А из Школы-студии МХАТ его отчислили на третьем курсе «за хулиганство».

Затем его приняли в МГПИ имени В.И. Ленина на филологический факультет, который Петр окончил заочно в 1955 году. Здесь будущий режиссер сдружился с Ю.И. Визбором, Ю.Ч. Кимом, Ю.И. Ковалем. Организовывал «капустники», репетировал «Каменного гостя» А.С. Пушкина. Именно на то время приходятся первые постановки спектаклей Фоменко.


Параллельно с МГПИ молодой человек учился на режиссерском факультете ГИТИСа на курсе Н.М. Горчакова. Спектакль «Новая Мистерия-Буфф», поставленный Петром сразу после получения диплома в Театре им. Ленсовета в 1969 году, стал легендой. Работу не допустили до премьеры. Тогда к Фоменко подошли два ленинградских критика, И.И. Шнейдерман и Р.М. Беньяш, и посоветовали ему уехать из города. Но он не послушал их, и добивался успеха снова и снова.

В это время Петр Фоменко перебивался случайными заработками. Участвовал в передачах на телевидении, репетировал и играл разные роли в драмкружках и даже занимался частной практикой филолога.

Постоянную работу в Москве он так и не нашел. Тогда Фоменко решил отправиться в Тбилиси, где устроился в театр им. Грибоедова. В этом учреждении отработал 2 сезона. А позже переехал в Ленинград. В 1977 году его утвердили главным режиссером в Ленинградском Театре Комедии. Отсюда уволился после конфликта с руководством и вернулся в Москву. В 1989 году его приняли в Театр имени Е.Б. Вахтангова.

Постановки режиссера имели мировой успех. Работы регулярно становились лауреатами различных наград (им. Станиславского, «Хрустальная Турандот», «Золотая Маска»). В 1993 году Фоменко присвоили звание Народного артиста России, выдвинули на звание лауреата Государственной премии Российской Федерации, вручили премию «Триумф» и им. Товстоногова. Петр Фоменко является обладателем ордена «За заслуги перед Отечеством» IV и III степеней.

В 2000 году устроился на работу в парижскую консерваторию. В 2003 году вышел на пенсию и поселился снова в Москве. Умер режиссер 9 августа 2012 года и был похоронен на Ваганьковском кладбище.