В 1951 г. создал Ярославское областное отделение Географического общества СССР.

В 1977 г. защитил в Ленинградском государственном университете диссертацию на соискание учёной степени доктора географических наук. Одним из оппонентов Дитмара на защите докторской диссертации был Лев Гумилёв. Является автором свыше 140 книг и научных статей. Среди них стоит отметить книгу «Над старинными рукописями («Топографические описания» Ярославского края конца XVIII века)» (1972 г).

Под его руководством была подготовлена монография о природе и хозяйстве Ярославской области («Природа и хозяйство Ярославской области», 1959), появился первый географический атлас – «Атлас Ярославской области» (1964). Участник III польско-советского симпозиума по истории исследований полярных стран, проходившего в Варшаве и Вроцлаве. Участник 13-го Международного конгресса по истории науки (Москва, 1971), 12-й Прибалтийской конференции по истории науки и техники (Вильнюс, 1979), трех всесоюзных совещаний по истории географии (Москва, 1972, 1974, 1980). В 1980 году на VII съезде Географического общества А.Б. Дитмар был избран его членом. C декабря 1986 года А.Б. Дитмар перешел на должность профессора кафедры.

Входил в неофициальный «клуб шести» крупнейших советских историков географии. Был одним из лучших советских географов-педагогов. Почётный член Географического общества СССР.

Основные труды: «От Скифии до Элефантины: Жизнь и путешествия Геродота» (1961), «В страны олова и янтаря» (1963), «Родосская параллель: Жизнь и деятельность Эратосфена» (1965), «Рубежи Ойкумены» (1973), «География в античное время» (1980), «От Птолемея до Колумба» (1989).

Особое место в научной работе А.Б. Дитмара занимали вопросы средневековой географии, которые он исследовал вместе с О.Д. Шабровой. Итоги их творчества нашли отражение в публикациях в академических изданиях. Вместе с В.К. Дегтеревским А.Б. Дитмар занимался и историей изучения природы Ярославского края кафедрами Ярославского пединститута.

Преподаваемые дисциплины: курс общего землеведения, практические занятия по ряду учебных дисциплин и руководил различными видами полевых практик; история географических открытий, физическая география материков.