Nato a Cimetta di Codognè (TV) il 23 febbraio 1934. Passista. Professionista dal 1959 al 1961 con una vittoria.
Evidente delle categorie giovanili e dei dilettanti. Cominciò da allievo a far parlare di sé, quando vinse assieme a Cestari, Foltran e Pavan la Coppa Adriana, ovvero una sorta di campionato italiano cronosquadre. Proseguì da dilettante dove fu azzurro ai Campionato Mondiale di Frascati, nel 1955. Qui l'Italia fece tripletta con Ranucci, Grassi e Bruni e Tomasin dopo aver lavorato per loro, chiuse 26°. Il trevigiano fu poi azzurro anche ai Mondiali '56 a Copenaghen, dove si ritirò. Non passò professionista come logica avrebbe voluto, restò a sgomitare fra i dilettanti, che allora correvano su distanze talvolta anche marcatamente più lunghe del pessimo ciclismo odierno, voluto da "idrovora" UCI. Il salto di categoria per Fiorenzo Tomasin avvenne solo nel 1959, all'interno della San Pellegrino di Gino Bartali. Nella sua prima stagione fu più che discreto: vinse il Gran Premio Boldrini, una cronocoppie con Ernesto Bono, fu 7° nel GP Ponzano Magra, 7° nel Trofeo Baracchi (con Bono), 8° nel GP Cerro Maggiore, a cui fecero seguito tanti piazzamenti minori. Si ritirò al Giro d'Italia però. Nel 1960 passò all'Atala, ed il calo del suo rendimento fu vistoso: si ritirò ancora al Giro e per il resto il suo miglior piazzamento fu il 30° posto al Giro di Toscana. A fine stagione, l'Atala di Sivocci, lo lasciò libero e per Tomasin non restava altro che correre da isolato con qualche contratto parziale. E così fu. Corse il Giro d'Olanda con l'olandese Caballero e alcune gare italiane con l'Europhon, ma non brillò mai ed a fine stagione chiuse col ciclismo agonistico.