В 1920 году, вернувшись на Родину, Роберт Людвигович окончил Миланский политехнический институт, но его диплома так никто и не видел. Надо отметить, что такого заведения в Милане не было, а называлось оно вначале Высший технический институт, а впоследствии Миланский технический университет. Что это, советская интерпретация или чья-то выдумка? Это тоже одна из загадок конструктора. Правда, есть одно предположение, что инженером Роберт Людвигович стал, проработав два года на авиазаводе «Изотта-Фраскини», и экстерном сдал экзамены в авиационном отделении Миланского политехнического института. Но где же диплом или хотя бы справка?
Нельзя исключать, что ни того ни другого не было. А был лишь курс лекций, прослушанный в институте, и практика на авиазаводе. Сколько у нас в стране было, да и сейчас встречаются инженеры-практики, но крайне редко кто из них доходит до уровня Бартини. В пользу этой версии говорит тот факт, что Бартини, по словам конструктора Таганрогского авиазавода М. Гурьянова,
Став инженером-механиком, он продолжил обучение в Римской летной школе, окончательно связав свою судьбу с авиацией. Однако завершить обучение летному делу и получить пилотское свидетельство не удалось. В 1923 году на аэродроме Ченточелле при заходе на посадку отказал двигатель. Самолет разбит, а Роберто оказался на больничной койке.
За два года до этого Бартини стал членом Итальянской коммунистической партии (ИКП).
Как это у него быстро получилось! Менее чем за три года окончил высшее учебное заведение, и, согласно легенде, будучи инженером, Бартини по рекомендации ЦК ИКП отправился в Советский Союз для укрепления воздушного флота. Именно на этом поприще расцвел талант авиаконструктора Бартини, делавшего все, чтобы «красные самолеты летали быстрее черных».
Оказавшись осенью 1923 года вновь в России, и на этот раз навсегда, Роберт Людвигович «окунулся» в самую гущу событий, связанных со становлением советской авиации.
Это был год, когда в Советском Союзе завершались демобилизация и переход армии на мирное положение, а лозунг «Трудовой народ, строй Воздушный флот!» стал девизом миллионов трудящихся нашей страны. Своим решением III Всероссийский съезд Советов обязал правительство, в частности, в кратчайший срок принять меры к поднятию отечественной авиационной промышленности до размеров, обеспечивающих необходимое развитие как гражданского, так и военного воздушных флота.
Прибыв в Москву, Роберт Людвигович поселился в общежитии Коминтерна — гостинице «Люкс» (впоследствии Центральная на улице Горького, а ныне — Тверская). Немного отдохнув от дороги, он направился на Ходынку, где находился Научно-опытный аэродром (НОА), куда ему посоветовали обратиться товарищи из Исполкома Коминтерна.
Трудовую деятельность в Советском Союзе Бартини начал с должности лаборанта-фотограмметриста, а с 15 ноября 1923 года стал экспертом технического бюро (по другим данным, начальником отдела испытаний силовых установок самолетов) в НОА, впоследствии превратившемся в Научно-испытательный институт ВВС (НИИ ВВС, ныне 929-й ГЛИЦ им. В.П. Чкалова).
Бартини быстро продвигался по служебной лестнице и в октябре 1924 года числился уже начальником научно-технического отдела НОА. В том же месяце его назначили постоянным представителем технической секции Научно-технического комитета ВВС (НТК). Он возглавил комиссию по проведению испытаний первого советского истребителя И.Л.-400 (аббревиатура в названии означает истребитель с двигателем «Либерти») конструкции Н.Н. Поликарпова. Затем последовали испытания самолетов СIV и DXIII компании «Фоккер».
Но в столице Роберт Людвигович (так его стали величать на русский манер) проработал недолго — по состоянию здоровья его перевели в Севастополь в Управление ВВС Черного моря, где испытывались гидросамолеты. В Севастополе он продолжил службу инженером-механиком миноносной эскадрильи, состоявшей из поплавковых гидросамолетов ЮГ-1 фирмы «Юнкерс».
Познакомившись с биографией Бартини, неизбежно приходишь к мысли, что, будучи в этой должности, Роберт Людвигович не мог упустить возможности подняться в воздух. В итоге один из полетов едва не закончился трагедией. Случилось это в 1928 году во время испытаний разведчика открытого моря РОМ-1, созданного под руководством Дмитрия Павловича Григоровича. Этот эпизод из жизни Бартини дошел до нас благодаря инженеру И. Берлину, одному из ближайших помощников Роберта Людвиговича: