Tomczykiewicz działał m.in. w Akcji Wyborczej Solidarność, Unii Polityki Realnej, Stronnictwie Polityki Realnej, Stronnictwie Konserwatywno-Ludowym, a od 2001 roku w Platformie Obywatelskiej, w której od 24 czerwca 2006 do 8 października 2010 pełnił funkcję wiceprzewodniczącego tego ugrupowania.

 

Od 2001 r. sprawował mandat poselski. Był posłem IV i V kadencji, a w wyborach parlamentarnych w 2007 r. został posłem VII kadencji. Pełnił również funkcję wiceprzewodniczącego komisji śledczej do zbadania okoliczności śmierci Barbary Blidy.

 

W 2010 r. został wybrany na przewodniczącego klubu parlamentarnego swojego ugrupowania, funkcję tę pełnił do końca VI kadencji Sejmu. W wyborach w 2011 r. kolejny raz uzyskał mandat poselski i do 2015 r. był nieprzerwanie wiceministrem gospodarki ds. energetyki, górnictwa, ropy i gazu.

 

W wyborach parlamentarnych w 2015 r. z sukcesem ubiegał się o reelekcję, uzyskując 10 tys. 814 głosów. W obecnej kadencji był przewodniczącym sejmowej komisji mniejszości narodowych i etnicznych.

 

Na Twitterze posła pożegnało wielu polityków.