Dietrichson var 1860–75 verksam i Sverige; han blev docent i litteraturhistoria i Uppsala 1861, amanuens vid Nationalmuseum i Stockholm 1866 och e.o. professor vid Konstakademien 1869. År 1875 blev han professor i konsthistoria vid universitetet i Kristiania och skrev som sådan om norska stavkyrkor liksom monografier över norska konstnärer.