Гоменюк начал карьеру в клубе "Иква" из Млинова, после чего перешел в "Таврию". В дальнейшем он выступал в Премьер-лиге за "Днепр", "Арсенал, "Металлист" и "Сталь".
В сборной Украины нападающий дебютировал 1 июня 2008 года в товарищеском матче против сборной Швеции. Также Гоменюк принимал участие в отборочных играх на ЧМ-2010. Всего провел за сборную 8 матчей. В последний раз в ряды национальной команды вызывался Михаилом Фоменко в 2013 году на товарищеский матч против Камеруна и отборочную игру ЧМ-2014 против сборной Черногории.
В осенней части сезона Гоменюк провел 8 матчей в составе "Стали", не сумел отличиться ни разу и сделал 2 результативные передачи. В январе 2016 года нападающий покинул клуб, после чего повесил бутсы на гвоздь.