Актер, режиссер, продюсер театра, кино и телевидения Олег Фомин родился в Тамбове. Отец работал на секретном космическом предприятии, а мать — на химическом заводе.
После школы Олег поступил одновременно в несколько московских театральных вузов и выбрал Высшее театральное училище имени М. С. Щепкина (курс Николая Анненкова). После окончания училища, в 1983 году, уехал в Ригу, где служил в Государственном театре юного зрителя Латвийской ССР имени Ленинского комсомола.
Популярность к Олегу пришла в 1988 году после исполнения главного персонажа в криминальной драме «Меня зовут Арлекино».
Олег Фомин снялся более чем в 80 фильмах, в числе которых «Адмиралъ», «Самый лучший фильм», «Экипаж», «День Выборов», «Молодой волкодав», «Холостяки» и другие. Стал режиссером таких картин, как «Next», «КГБ в смокинге», «День выборов», «Мытарь», «Господа офицеры. Спасти императора», «Штрафник», «Легавый-2», «СМЕРШ», «Господа офицеры: спасти императора», и других. Поставил несколько антрепризных спектаклей: «Пещерные люди» (по пьесе Уильяма Сарояна), «Нина» (по пьесе Андре Руссена).
Олег Фомин является кавалером «Ордена Миротворца» Всемирного благотворительного альянса «Миротворец» за весомый вклад в развитие мира.
Продолжает активно работать в кинематографе и на театральной сцене, выступает в ряде своих проектов в качестве сценариста и художника-постановщика.
Когда началась Великая Отечественная война, бабушка и дедушка Олега Фомина с детьми жили в белорусском городе Волковыск. Немецко-фашистские захватчики быстро оккупировали город, создали в нем концентрационный лагерь и гетто. Дед Олега пропал без вести, бабушка успела эвакуировать своих детей, попала в знаменитый минский партизанский отряд «дяди Миши» и смогла выжить в концлагерях «Освенцим» и «Дахау».