Годы, когда Туполев учился в МВТУ, были годами нарастания революционного подъема, после мрачных лет разгрома революции 1905 года. Как истинно русский интеллигент, он не мог остаться вне этого движения. За участие в сходках и распространение листовок Московского комитета РСДРП его в 1911 году арестовывают и препровождают в Лефортовский полицейский околоток.

Нависла угроза высылки в «места не столь отдаленные», как именовали в те годы Сибирь. Избавил Андрея Николаевича от такой участи продолжающийся подъем революционного движения. Надеясь наряду с репрессиями парализовать его либеральными поблажками, царское правительство решило выпустить часть арестованных студентов на свободу. В числе их оказался и Туполев. Однако учиться ему «на всякий случай» не позволили. В фондах музея Жуковского сохранилась копия любопытного документа: «Дело No 8 канцелярии Императорского Московского Высшего Технического училища за 1911 год. Увольнение студентов по разным причинам». Всего уволилось 38 человек. Из них 34 подали прошение об уходе, трое умерли, один исключен 28 мая на неопределенный срок. Им как раз и был А. И. Туполев.

Напрасно И. Е. Жуковский, ссылаясь на незаурядные способности студента, пытался его отстоять, никто его не слушал. Видимо, соображения политической благонадежности в то время превалировали над разумными доводами.

Пришлось прервать учебу и уехать к отцу в Пустомазово. Три года юноша трудится в сельском хозяйстве и овладевает ремеслами — пашет, сеет, убирает урожай, плотничает, слесарничает, работает в кузнице, кладет печи, ставим: криолов, паяет, точит. Позднее это умение будет помогать ему трезво разбираться в производственных затруднениях, поражать заводских рабочих и технологов глубоким опытом и конструировать свои машины так, чтобы их постройка не вызывала особых затруднений.

Вернувшись в 1914 году к учебе, изголодавшийся по любимому делу Туполев с головой уходит в технику. Он не только посещает лекции, но с охотой берется за всякого рода практические работы. В 1915 году выпускает рабочие чертежи аэродинамической трубы для центральной научно-технической лаборатории Петрограда. В этом же году, зная его практические работы в области аэродинамики и несмотря на отсутствие диплома, Туполева приглашают заведовать гидропланным отделом самолетостроительного завода компании «Дуке». В 1917 году ему поручают возглавить расчетный отдел в авиационном расчетно-испытательном бюро Управления ВоенноВоздушного флота.

В любимом училище Андрей Николаевич продолжает прерванное за годы отчисления сотрудничество с Николаем Егоровичем. Ценя технические, организаторские и личные качества своего ученика, Жуковский все больше приближает его к себе, и вскоре Туполев становится бесспорно самым близким его сотрудником.

Надо сказать, что ученик прекрасно понимал, как ему повезло. Каждодневное общение с профессором, работа с ним в лаборатории, постоянное внимание ученого ко всем начинаниям еще молодого и неоперившегося специалиста обогащали его знаниями и опытом. Ряд высказываний своего профессора оп запомнит на всю жизнь. Во время войны 1914—1917 годов авиаторы летали главным образом на самолетах иностранных марок. Аварий и катастроф было предостаточно, и руководство военной авиации пожелало узнать, кто виноват — летчики или аэропланы? Подробных расчетов по машинам, закупаемым за границей, в России не было, а без них ответить на поставленный вопрос нельзя. И Жуковский решил йодвергнуть «Фарманы», «Ныопоры» и «Вуазены» скрупулезным расчетам, научно установить нагрузки, которые способны вынести эти аэропланы.