Начал играть в 1933 году в Горловке в юношеской команде «Динамо».
В 1936 году (по июнь) играл в команде «Угольщики» (Горловка). В том же году, в августе — сентябре, и в 1937—1940 годах играл за «Трактор» Сталинград, с октября 1936, выступал за «Спартак» Харьков. По июнь 1941, выступал в команде «Профсоюзы-1», с июля 1941 по 1950 год играл за Торпедо Москва и в 1951—1952 годах — за «Шахтёр» Сталино. Пономарев является одним из лучших бомбардиров в истории московского Торпедо. Также он является лучшим бомбардиром торпедовцев в матчах со спартаковцами Москвы - на его счету 11 голов. Возможно он футболист, чаще других поражавший ворота московскоо Спартака - 18 голов за разные команды в играх чемпионата и кубка СССР
В 1952 году окончил школу тренеров при Центральном институте физической культуры. Работал старшим тренером «Шахтёра» Сталино — в 1953—1956 (по июнь) годах, «Авангарда» Харьков — в 1960—1961 годах, Динамо Москва — 1962—1965 (по май) годах, «Упонпалло» Лахти, Финляндия — в 1966—1968 годах, «Арарата» Ереван — в 1969—1970 годах.
Был тренером юношеской сборной СССР в 1957—1958 годах. В 1971 году стал старшим тренером олимпийской сборной СССР, в 1972 году работал старшим тренером первой сборной СССР. Под его руководством сборная СССР стала вторым призёром чемпионата Европы 1972 года и третьим призёром футбольного турнира Олимпийских игр 1972 года в Мюнхене.
Среди тренерских достижений Пономарёва в отечественном клубном футболе вершиной было завоевание чемпионского звания и золотых медалей командой «Динамо» Москва в 1963 году.