23 listopada 1937 poniósł śmierć w katastrofie lotniczej koło wsi Mozalowski Rit w górach Piryn na obszarze Bułgarii pilotując samolot Douglas DC-2-115D o numerze SP-ASJ. Samolot wykonywał lot z Salonik do Sofii na dłuższej trasie Ateny–Bukareszt. Po zaginięciu samolotu trwały jego poszukiwania. Do wskazania miejsca znalezienia szczątków maszyny przyczynił się inż. Stefan Ossowiecki. W sobotę 27 listopada 1937 ok. godz. 20 szczątki samolotu rozbitego na skałach górskich zostały odnalezione w pobliżu miejscowości Mozalowski Rit na wysokości 2600 m n.p.m. W wypadku zginęli również mechanik pokładowy PLL „LOT” Ryszard Walentukiewicz i radiooperator PLL „LOT” Marian Winnik, którzy zostali pośmiertnie odznaczeni Srebrnym Krzyżem Zasługi., a także trzech pasażerów. Zwłoki ofiar katastrofy były transportowane do Polski od 9 grudnia 1937. Tadeusz Dmoszyński został pochowany na Cmentarzu Wojskowym na Powązkach w Warszawie 14 grudnia 1937 (kwatera 16C-2-1)Wyszukiwarka cmentarna – Warszawskie cmentarze..
Jako pilot przeleciał ok. 950 tys. km. Był jednym z najbardziej doświadczonych pilotów tego przewoźnika i uważano go za jednego z najlepszych polskich pilotów.