בין יתר תפקידיו היה מנהל האגף לרפואה פנימית במרכז הרפואי סוראסקי. במהלך השנים שימש פרופ' מיטלמן בתפקידים אקדמיים וציבוריים, לרבות יו"ר ועדת הקבלה לסטודנטים לרפואה, ת"א; חבר הוועדה הלאומית לטכנולוגיות חדשות בבריאות הציבור ("ועדת סל"); מזכיר ויו"ר החברה הישראלית לרפואה פנימית; נשיא החברה הישראלית להמטולוגיה; חבר הוועדה הלאומית לניסויים קליניים (הלסינקי), משרד הבריאות; ויו"ר קרן MDS הבינלאומית, בה הוא בין המומחים המובילים בעולם. פרופסור אמריטוס, ברפואה והמטולוגיה, בית הספר לרפואה, אוניברסיטת תל אביב והחל משנת 2023 יו"ר האגודה למלחמה בסרטן