Okres międzywojenny Po wojnie podjął studia inżynieryjne (1919–1922) i uzyskał tytuł doktora nauk technicznych. W 1923 powrócił w szeregi armii. Dzięki uzyskanemu wykształceniu technicznemu przyjęto go natychmiast do pracy w Ministerstwie Wojny, gdzie służył w Urzędzie Uzbrojenia. W latach 1929–1933 był z kolei niemieckim Attaché Wojskowym w Rzymie.
Po odtworzeniu przez Hermanna Goeringa niemieckich sił powietrznych, w 1933 zgłosił swój akces do Luftwaffe. W nowo utworzonym Ministerstwie Lotnictwa Richthofen pracował w Wydziale Technicznym. Jako szef sekcji rozwoju był jednym z najbliższych asystentów szefa wydziału – gen. Wimmera. Richthofen był jednym z tych (obok takich postaci jak Erhard Milch, Wimmer, Albert Kesselring, Werner Stumpf), którzy od podstaw zbudowali niemiecką Luftwaffe. Na swym stanowisku odpowiadał przede wszystkim za wyposażenie niemieckich sił powietrznych w nowe typy samolotów. Richthofen bardzo energicznie sprzeciwiał się wyposażeniu Luftwaffe w bombowce nurkujące Ju 87 „Stuka”, jednak największe sukcesy odniósł później jako dowódca ich formacji.
W czerwcu 1936 w wyniku konfliktów personalnych na szczytach Luftwaffe ze stanowiska szefa Wydziału Technicznego odszedł generał Wimmer.