Томск и томичи это однокоренные слова или нет?

Да, «Томск» и «томичи» в современном русском языке можно считать однокоренными словами, хотя связь между ними не такая прозрачная, как, например, в паре Москва — москвичи.

Томск — это название города.
Томичи — это жители Томска.

У этих слов общий корень, связанный с названием города: Том- / том-. Слово томич образовано от топонима Томск при помощи суффикса, который используется для названий жителей: -ич-. Во множественном числе получается томичи.

При образовании слова часть основы меняется: из Томск не получается форма вроде томскчане или томсчане, а закрепилась исторически и литературно форма томичи. Поэтому внешне слова выглядят не совсем одинаково: в слове Томск есть сочетание -ск, а в слове томичи его уже нет. Но это не мешает считать их родственными, потому что «томичи» обозначает жителей Томска и образовано от названия города.

Можно сравнить с другими подобными случаями:

Пермь — пермяки,
Омск — омичи,
Томск — томичи.

Итак: да, «Томск» и «томичи» — однокоренные слова, потому что слово «томичи» образовано от названия города Томск и сохраняет общий корень том-.