Родился 20.11.1950 года в п. Чаргын-Таш, Сузакского района Ошской области (Киргизия)
В 1973 окончил Донецкий государственный медицинский институт по специальности санитарный врач. Доктор медицинских наук.
1973 — 1976 — врач-эпидемиолог отделенческой санэпидстанции станции Ясиноватая Донецкой железной дороги
1976 — 1982 — главный врач линейной санэпидстанции станции Красноармейск Донецкой железной дороги
1982 — 1983 — главный врач центральной санэпидстанции Московского метрополитена
1983 — 1987 — главный врач центральной санэпидстанции МПС СССР (Москва)
1987 — 1988 — референт в отделе здравоохранения и социального обеспечения Совета министров РСФСР
1988 — 1991 — заместитель начальника Главного эпидемиологического управления Минздрава СССР, Москва
1991 — 1996 — заместитель председателя Госкомсанэпиднадзора России, заместитель главного государственного санитарного врача РФ
В июне 1996 стал и.о. председателя Госкомитета и и.о. главного санитарного врача. Занимал эту должность вплоть до ликвидации Госкомитета
14 августа 1996 25 октября 1996 назначен первым заместителем министра здравоохранения РФ, главным государственным санитарным врачом РФ
9 марта 2004 была создана Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека,
12 марта Онищенко был назначен руководителем службы
С марта 2006 — член оперативного штаба по координации мероприятий по предупреждению распространения на территории Российской Федерации гриппа птиц
C июня 2006 — член Правительственной комиссии по противодействию злоупотреблению наркотическими средствами и их незаконному обороту Профессор, академик Российской академии медицинский наук, академик Российской академии естественных наук.
Заслуженный врач Российской Федерации.
Награжден золотой медалью Российской академии естественных наук, орденом «За заслуги перед Отечеством» IV степени.
Лауреат Государственной премии Российской Федерации в области науки и техники за 2002, Лауреат премии Правительства Российской Федерации (2005).
С 23 октября 2013 освобожден от обязанностей главы Роспотребнадзора. Одновременно назначен помощником главы правительства Дмитрия Медведева. Депутат Госдумы седьмого созыва.
Женат. Трое детей