Родился 19.5.1911 в селе Малая Виска, ныне город Кировоградской области в семье рабочего. Украинец. Член КПСС с 1940. Окончил 10 классов. Работал на сахарном заводе и на железной дороге.

В Советской Армии с 1928. В 1929 окончил Ленинградскую военно-теоретическую школу летчиков, в 1930 — Борисоглебскую военно-авиационную школу летчиков, в 1931 — Севастопольскую военно-авиационную школу морских летчиков.

Участник Великой Отечественной войны.

С 1954 на летно-испытательной работе.

Летчику-испытателю полковнику Сухомлину за испытание и освоение новой военной техники и проявленные при этом мужество и героизм 26.4.71 присвоено звание Героя Советского Союза.

С 1973 полковник Сухомлин — в отставке.

Награжден 3 орденами Ленина, 4 орденами Красного Знамени, 2 орденами Отечественной войны 1 степени, 2 орденами Красной Звезды, медалями.

Заслуженный лётчик-испытатель СССР.