Ja, der Satz ist aus meiner Sicht korrekt...
Man könnte ja auch schreiben:
Dass das Das, das welches das Mädchen geschrieben hatte falsch war, das dies wollte der Lehrer nicht glauben.
Da man die beiden durchgestrichenen "das" ersetzen kann, passt das dies schon.
Zumindest habe ich das dies...