Dahl var en framstående representant för 1800-talets rationella institutionsarkitektur. Hans huvudarbete är Kungliga biblioteket i Stockholm (1871–77). Han ritade också sjukhus, posthus och skolor, Mariahissen i Stockholm (1885) och Sofiakyrkan i Jönköping (1888). Dahl hade en lång verksamhet som ämbetsman och lärare, i bl.a. ornamentik vid Tekniska högskolan i Stockholm 1877–1916.