Mycielski poznał Szymanowskiego jesienią 1926 roku, po jednym z jego koncertów w Krakowie. W styczniu 1928 pojechał do niego na konsultacje do Warszawy. Szymanowski doradził mu, by starał się wyjechać na studia kompozytorskie do Paryża. Od 1929 roku ich relacje stały się przyjacielskie. Mycielski widywał się z Szymanowskim w Paryżu, Davos i Warszawie, odwiedzał go także w zakopiańskiej Atmie. Pokazywał swe kompozycje, słuchając rad mistrza. Sam także był świadkiem powstawania nowych utworów Szymanowskiego. W 1936 roku był zaangażowany w przygotowanie wystawienia Harnasiów Szymanowskiego w Operze Paryskiej. Po śmierci mistrza Mycielski towarzyszył konduktowi żałobnemu od granicy polskiej do złożenia ciała na krakowskiej Skałce. Pamięci Karola Szymanowskiego poświęcił skomponowaną w 1937 roku (ukończoną dziesięć lat później) kompozycję Lamento di Tristano, Szymanowskiemu poświęcił też wiele tekstów publicystycznych, pisanych w ciągu całego życia.