Mittasch kom tidigt in på frågor rörande kemisk katalys och gjorde på detta område banbrytande insatser vid BASF:s forskningslaboratorium i Ludwigshafen, där han anställdes 1904. Han utvecklade billiga men effektiva och hållbara katalysatorer för bl.a. Haber–Bosch-processen, Ostwald-processen och för högtryckshydrogenering av kolmonoxid. Efter första världskriget var han chef för BASF:s