Воспитанник крымского футбола. Профессиональную карьеру начал в симферопольской «Таврии». В Высшей лиге дебютировал 12 мая 1995 года в матче против тернопольской «Нивы» (2:0). В 1995 году выступал за КЗЕЗО из города Каховка. В 1996 году вернулся в «Таврию». Стал основным игроком команды и также играл как капитан. Летом 2002 года перешёл в махачкалинский «Анжи», по приглашению украинского тренера Мирона Маркевича. Митрофанов сыграл 13 матчей и забил 1 гол. После вернулся в «Таврию». Но основным игроком не стал. В 2003 году выступал за смоленский «Кристалл» на правах аренды. Летом 2003 года вернулся на Украину в луцкую «Волынь». Зимой 2004 года перешёл в казахстанский клуб «Актобе» из города Актюбинск.
Зимой 2010 года на правах свободного агента перешел в шимкентский Ордабасы.
Летом 1998 года провёл два домашних матча за молодёжную сборную Украины U-21 против Польши (6:1) и Грузии (1:1).