В составе отряда курсантов и преподавателей училища участвовал в боях на Западном фронте. В сентябре 1941 года направлен на учёбу, в январе 1942 года окончил ускоренный курс Военной академии РККА имени М.В. Фрунзе, которая работала в эвакуации в Ташкенте.
В январе 1942 года назначен начальником штаба 151-го стрелкового полка 8-й стрелковой дивизии, формирующейся в Среднеазиатском военном округе (Семипалатинск). С апреля 1942 года Г. С. Томиловский с своим полком и дивизией находился в действующей армии, в состава 3-й армии Брянского фронта. Участвовал в Воронежско-Ворошиловградской оборонительной операции в июне-июле 1942 года. 14 июля у города Ливны Орловской области был ранен, но остался в строю. В августе в одном из боёв был убит командир 151-го стрелкового полка, на поле боя майор Томиловский его заменил, и был оставлен в этой должности. Успешно командовал полком в ходе Воронежско-Касторненской наступательной операции в январе 1943 года. В ходе её 28 января был ранен вторично, и опять остался в строю.
Командир 151-го стрелкового полка 8-й стрелковой дивизии 15-го стрелкового корпуса 13-й армии Центрального фронта полковник Георгий Томиловский проявил выдающиеся боевые качества умелого командира полка и образцы личной отваги в ходе Курской битвы и Орловской наступательной операции. Полк под его командованием стойко держал оборону на северном фасе Курской дуги, за период оборонительного сражения с 5 по 8 июля 1943 года уничтожил 29 танков и до 2000 солдат и офицеров врага. В критической обстановке, когда с позиций отошла соседняя дивизия, полк Томиловского атаковал противника во фланг и восстановил положение. В тех боях был контужен — и вновь отказался от эвакуации в госпиталь.
Сразу же без паузы разгорелась битва за Днепр, в которой вновь отличился полковник Г. С. Томиловской. На её первом этапе, в Черниговско-Припятской наступательной операции, полк стремительно наступал на запад. Всего с 23 июля по 27 сентября 1943 года 151-й стрелковый полк освободил сотни населенных пунктов, в том числе отличился при освобождении городов Кромы и Короп, в числе первых в дивизии форсировал реки Десна (11 сентября), Днепр (22 сентября), Припять (25 сентября). За этот период полк под его командованием уничтожил 11 танков, 2 самоходных орудия, более 100 пулемётов, 32 миномёта, 14 автомашин, подавил огонь 11 миномётных батарей, уничтожил и захватил в плен около 3000 гитлеровцев.
Выйдя на рубеж реки Припять, воины полка совместно с соседним полком будущего Героя Советского Союза Д. К. Шишкова 151-й полк ликвидировал плацдарм врага и захватил в исправности немецкую переправу. Благодаря ей на правый берег быстро переправились основные силы 8-й стрелковой дивизии. Две недели под командованием полковника Томиловского бойцы стойко обороняли свой рубеж, отражая по несколько атак врага в сутки, под непрерывными ударами вражеской авиации. Плацдарм удерживался надежно, но все-таки боевое счастье изменило нашим бойцам. Противник перенёс направление главного удара и фланговыми атаками прорвался по берегу Припяти к переправе, уничтожив её. Частью сил ему удалось даже высадиться на левом берегу, уже давно освобожденным от него. Положение войск сразу ухудшилось, они лишились тылового обеспечения и артиллерийской поддержки с левого берега, оказались в полном окружении.
На совещании командиров окружённых полков было принято дерзкое решение — прорываться из окружения там, где враг их не ждал, то есть на запад. К тому времени была установлена связь с партизанами соединения Героя Советского Союза А. Н. Сабурова и партизанские разведчики брались вывести бойцов только им известными тропами в расположение своего соединения. В ночь на 15 октября 1943 года прорыв состоялся, были вынесены все раненые и на руках перенесена через болото артиллерия обоих полков. Ещё несколько дней полк Томиловского вёл бои совместно с партизанами, а затем прорвал линию фронта и соединился с наступавшими советскими частями.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 16 октября 1943 года за «успешное форсирование реки Днепр севернее Киева, прочное закрепление плацдарма на западном берегу р. Днепр и проявленные при этом отвагу и геройство» полковнику Георгию Сергеевичу Томиловскому присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда».
В конце ноября 1943 года полковник Г. С. Томиловский был повышен в должности и стал заместителем командира 8-й стрелковой дивизии. Участвовал в Житомирско-Бердичевской, Ровно-Луцкой, Проскуровско-Черновицкой наступательных операциях.
С апреля 1944 года и до Победы — командир 211-й Черниговской Краснознамённой стрелковой дивизии 38-й армии на 1-м Украинском фронте (в начале апреля 1945 года дивизия вместе с армией переданы 4-му Украинскому фронту). Успешно командовал дивизией в Львовско-Сандомирской, Восточно-Карпатской, Западно-Карпатской, Моравска-Остравской и Пражской наступательных операциях. Осенью 1944 года получил ещё два ранения в боях в Карпатах. Дивизия под его командованием награждена орденом Суворова 2-й степени (5.04.1945).
За время войны Томиловский был шесть раз упомянут в благодарственных в приказах Верховного Главнокомандующего.
Участник Парада Победы на Красной площади в Москве 24 июня 1945 года
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/Томиловский,_Георгий_Сергеевич