В Красной Армии с ноября 1935г.

Вероятно, окончил военное авиационное училище летнабов и штурманов.

На фронте с первых дней войны.

Указом Президиума ВС СССР от 11 сентября 1941г. лейтенант Томилов был награжден орденом Красного Знамени.

К июлю 1943г. помощник командира 270 бомбардировочной авиадивизии по воздушно-стрелковой службе.

Летал штурманом в экипаже самолета Пе-2.

К сентябрю 1943г. совершил 85 успешных боевых вылетов.

Приказом от 08 октября 1943г. капитан Томилов был награжден орденом Отечественной войны II степени.

К маю 1944г. помощник командира 6 гвардейского бомбардировочной авиаполка по воздушно-стрелковой службе.

Участвовал в освобождении Крыма и Белоруссии.

К 23 июля 1944г. совершил 99 боевых вылетов.

Гвардии майор Томилов был представлен к ордену Красного Знамени, приказом от 08 августа 1944г. был награжден орденом Отечественной войны I степени.

На самолетах Пе-2 совершил 

В 1945г. штурман эскадрильи резерва командующего 1 воздушной армией при 17 ночном бомбардировочном авиаполку. Командир полка- подполковник Боровков Николай Андрианович. На вооружении полка стояли самолеты По-2.

В 1945г. полк участвовал в разгроме Восточно-Прусской группировки противника, бомбардировал гарнизон Кенигсберга.

В апреле бомбардировал военно-промышленные объекты противника в порту Пиллау.

В последние недели войны полк бомбардировал войска противника на Земландском полуострове и косе Фрише-Неруг (Вислинская коса). 

Полк базировался на аэродроме Шромбенен. 08 мая перебазировался на аэродром Робиттен в 20км. юго-восточнее г.Эльбинг, где и встретил Победу.

Гвардии майор Томилов совершил 98 боевых вылетов на самолете По-2. Был представлен к ордену Красного Знамени, приказом от 08 июня 1945г. награжден орденом Александра Невского.

Награжден медалями «За взятие Кенигсберга», «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.».

За долголетнюю и безупречную службу в ноябре 1945г. награжден медалью «За боевые заслуги».

Гвардии майор Томилов был уволен в запас 31 декабря 1945г.

В честь 40-летия Победы награжден орденом Отечественной войны II степени.