Родился 17 июля 1949 года в Ленинграде. В 1971 году окончил мехмат Ленинградского университета. Работал в ленинградском Физико-техническом институте имени А. Ф. Иоффе АН СССР, прошел путь от стажера до заместителя директора. С 1991 года вице-президент Центра перспективных технологий и разработок, с 1994 года гендиректор Регионального фонда научно-технического развития Санкт-Петербурга. В 1996 году вместе с Владимиром Путиным вошел в число учредителей дачного кооператива "Озеро". В ноябре 2000 года возглавил экспертный совет Центра стратегических разработок "Северо-Запад". С ноября 2001 года — заместитель, затем первый заместитель министра промышленности, науки и технологий, с декабря 2003 года — и. о. главы ведомства. 9 марта 2004 года назначен министром образования и науки в правительстве Михаила Фрадкова, сохранил пост в кабинетах Виктора Зубкова и Владимира Путина. Доктор физико-математических наук, автор более 100 научных трудов. Сын академика РАН Александра Фурсенко, специалиста по истории США. Младший брат Сергей — гендиректор Национальной медиагруппы.