В 1921 г. он был арестован, однако уже через восемь дней освобожден. В том же году Томашевича для продолжения образования направили в Киевский политехнический институт (КПИ).
В двадцатые годы прошлого века авиация являлась для Советской республики не только важной составляющей вооруженных сил. Именно с ней ассоциировался технический прогресс, индустриализация. В 1923 г. началась компания по укреплению воздушной мощи государства, звучали призывы правительства идти служить в военную авиацию, работать в авиапромышленности. Лозунг «Трудовой народ, строй Воздушный флот!» находил живой отклик в сердцах молодежи. По совету своих друзей Д. Л. Томашевич оставил намеченную специальность-паровозостроение, вступил в действующее при КПИ Авиационное научно-техническое общество (АНТО) и перешел на авиационное отделение вновь созданного механического факультета.
Учебные планы КПИ продолжали традицию дореволюционного авиационного образования, зародившегося в 1909 г. 8 стенах Санкт-Петербургского политехнического института. Здесь изучали такие предметы, как самолётостроение, аэродинамика, расчет воздушных винтов, теория полёта, строительная механика самолёта, аэронавигация, аэрорадиотелеграфия и другие необходимые будущему инженеру дисциплины.
Особенностью преподавания авиационной тематики в КПИ было повышенное внимание к вопросам технологии: разрабатывались соответствующие методики, проводилась углубленная производственная практика. Дипломные проекты тоже имели практическую направленность. В 1925 г. из стен Киевского политехнического института впервые выпустили пятерых советских инженеров-авиастроителей.
Учился Томашевич у видного деятеля авиационной промышленности и образования Украины – Викториана Флориановича Боброва, который являлся одновременно научным руководителем и заведующим студенческим конструкторским бюро. Параллельно, на общественных началах Дмитрий Людвигович работал в планерной мастерской института в качестве квалифицированного слесаря и механика.
Томашевич принимал активное участие в проектировании и строительстве планеров. На 2-е Всесоюзные планерные состязания в Крыму осенью 1924 г. студенты Д. Л. Томашевич, Н. А. Железников и И.И.Савинский представили свой первый крылатый аппарат – одноместный рекордный планер КПИР-1. Это был подкосный высокоплан с прямоугольным крылом большой относительной толщины. Фюзеляж планера обшили фанерой. Пилотировал его рабфаковец К.Н.Яковчук, получивший два третьих приза за продолжительность и высоту полета. Успех с ним по праву разделили конструкторы планера.
