Осенью 1908 года гимназист Туполев приезжает в Москву для продолжения образования. Он успешно сдает вступительные экзамены в два высших учебных заведения — Императорское техническое училище (ИТУ) и Институт инженеров путей сообщения. Туполев выбирает ИТУ.

Так совпало, что именно в эти годы преподаватель ИТУ профессор Н. Е. Жуковский начал читать свой знаменитый курс лекций «Теоретические основы воздухоплавания». На этих лекциях не было ни одного свободного места. Оставшиеся без места тихо стояли в коридоре около открытых дверей аудитории и слушали, слушали казавшиеся удивительными доказательства того, что воздушный океан будет покорен человеком так же, как была покорена водная стихия.

Вскоре по инициативе студентов был создан воздухоплавательный кружок. С началом Первой мировой войны в ИТУ под руководством Жуковского начались работы в интересах ВВС России. Их объем с развитием военных действий все нарастал.

Для их решения на базе воздухоплавательного кружка 1 июля 1916 года было создано Расчетно-испытательное бюро (РИБ), которое приступило к решению насущных вопросов теории и практики воздухоплавания, волновавших ВВС России.

Во всех делах, связанных с работами в ИТУ по воздухоплаванию, студент Туполев принимал самое активное участие. После блестящей защиты дипломной работы инженер Туполев продолжал работать с Н. Е. Жуковским.