W 1933 inż. Ciołkosz przeszedł do pracy w Państwowych Zakładach Lotniczych w Warszawie. Zaprojektował tam trzysilnikowy samolot pasażerski PZL.27, oblatany w 1934, będący pierwszym polskim samolotem z chowanym podwoziem. Nie był on jednak udany i nie wszedł do produkcji. Zaczął też tam pracować nad samolotem pasażerskim PZL-30, który następnie został rozwinięty jako średni bombowiec LWS-6 Żubr, którego małą serię 15 sztuk zbudowano w 1938. W 1936 inż. Ciołkosz objął stanowisko dyrektora technicznego w Lubelskiej Wytwórni Samolotów (LWS), utworzonej z upaństwowionych zakładów Plage i Laśkiewicz. Opracował tam projekty wstępne udanego samolotu sanitarnego LWS-2 oraz samolotu rozpoznawczego LWS-3 Mewa. W 1938 inż. Ciołkosz powrócił do PWS, gdzie objął stanowisko kierownika Wydziału Studiów. W 1939 opracował on projekt wstępny szybkiego lekkiego dwukadłubowego bombowca o drewnianej konstrukcji skorupowej (PWS-46).
Podczas II wojny światowej przedostał się do Wielkiej Brytanii, gdzie m.in. pracował jako konstruktor w firmie Aero Mechano Ltd. W 1943 został dyrektorem Wydziału Lotniczego Ministerstwa Przemysłu, Handlu i Żeglugi w polskim rządzie emigracyjnym, planując rozwój polskiej produkcji lotniczej po zakończeniu wojny.