Народився 11 грудня 1964 року в Черкаський областi. В 1983—1985 рр. проходив службу в Радянський Армії, брав участь у бойових діях в Афганістані. У 1989 закінчив історичний факультет Київського державного університету ім. Т. Г. Шевченка. З 1992 кандидат історичних наук.

З вересня 1994 р. — доцент кафедри політології Національного Університету «Києво-Могилянська Академія».

1995—1997 рр. — віце-президент фонду «Українська перспектива». З листопада 1995 р. — директор Інституту посткомуністичного суспільства.

З вересня 1997 р. — завідувач кафедри політології Національного Університету «Києво-Могилянська Академія».

З квітня 1998 р. — директор Інституту політики.

Лютий 2000 р. — березень 2001 р. — начальник Головного управління преси та інформації Київської міської державної адміністрації.

Згідно з опитуванням, проведеним УНІАН (Українським Національним Інформаційним Агентством) Миколу Томенка визнано найкращим політичним аналітиком (політологом) 1998 та 1999 років.

Автор кількох наукових монографій та близько ста статей та досліджень.

Депутат Верховної Ради трьох скликань (4, 5, 6). В ВР 4 скликання очолював комітет з питань свободи слова

Нині - віце-прем'єр міністр України з гуманітарних питань.