O esquema apresentado não está correcto, porque a palavra formoso tem origem directa no latim formōsu-, derivado de forma, ae, «aparência, forma» (cf. Dicionário Houaiss da Língua Portuguesa). Note-se, porém, que as variantes, foneticamente mais diferenciadas, fromoso, fermoso e fermoso são as únicas atestadas antes do século XVI (cf. José Pedro Machado, Dicionário Etimológico da Língua Portuguesa). Ao que parece, formosu- já teria evoluído para fermosu- no latim hispânico, explicando-se assim que a par da forma antiga galego-portuguesa fermoso exista o castelhano hermoso (ibidem).
Posto isto, proponho um esquema alternativo, assumindo uma variação ou uma mudança registadas no latim ibérico ou nos romances que lhe sucederam (o asterisco indica forma hipotética): formosu- > *fermosu-. Tendo em conta esta evolução, direi que na passagem de o a e ocorre uma dissimilação, uma vez que a vogal da primeira sílaba, perdendo o arredondamento, se diferencia da que se encontra na segunda. As outras variantes surgiram por metátese1 da consoante vibrante r, que se tornou parte do começo (ataque) da sílaba (for- vs. fer- > fro- vs. fre-).
Quanto a formoso, das duas, uma: ou se trata de uma variante conservadora atestada tardiamente; ou constitui um caso de relatinização fonética, talvez operada no português clássico do século XVI.
1 Metátese: «transposição de segmentos fonéticos ou sílabas no interior de um vocábulo» (M.ª Helena M. Mateus e Francisca Xavier, Dicionário de Termos Linguísticos, 1990).