На профессиональном уровне Богомолов выступал с 2002 года – 31-летний теннисист до 2011 года в АТР-туре представлял США, а затем стал выходить на корт под флагом России.
На счету Богомолова один парный титул (Атланта, июль 2011 года), в рейтинге АТР россиянин своего пика достиг в 2011 году, поднявшись на 33 место. По итогам 2011 года АТР россиянина в номинации Прогресс года.
Что касается турниров серии Большого шлема, то в 2011 году Богомолов добирался до третьего раунда на Уимблдоне и Открытом чемпионате США.
