Az 1950-es években kezdődött, hatvan éven át tartó munkássága során olyan orosz klasszikusokat rendezett a színpadon és a kamerák előtt, mint Tolsztoj, Csehov, Gogol vagy Puskin művei, a szovjet írók közül Andrej Voznyeszenszkij és Alekszandr Tvardovszkij darabjai.

Szívesen vitte színpadra francia szerzők alkotásait is, köztük Molière Mizantrópját vagy Camus Caliguláját. A világ számos országában rendezett, köztük Ausztriában 1992/93-ban a Salzburgi Ünnepi Játékokon. 2003-ban meghívták Párizsba, hogy a Comédie-Francaise színpadára állítsa Alekszandr Nyikolajevics Osztrovszkij Erdő című színművét franciául. Az előadás lenyűgözte mind a közönséget, mind a kritikusokat. Közkedvelt vendége volt a zágrábi színházi világfesztiválnak.

Az 1932-ben született Fomenkónak első rendezői alkotásait betiltotta a szovjet cenzúra, a moszkvai színpadok zárva voltak előtte, ezért 1971 és 1981 között Leningrádban (ma Szentpétervár) dolgozott. 1981-ben lett az orosz művészeti akadémia professzora, ahol orosz színészek, rendezők nemzedékeit oktatta.

1993-ban saját színházat hozott létre Pjotr Fomenko Műhelyszínháza néven. Megkapta az összes lehetséges orosz művészeti díjat. Halála előtt Puskin Borisz Godunovjának új színpadi adaptációján dolgozott.