Dahl, amb Kristen Nygaard, va crear les idees inicials de la programació orientada a objectes durant la dècada de 1960 al Centre Informàtic de Noruega, com a part dels llenguatges de programació Simula I (1961-1965) i Simula67 (1965–1968), orientats a la simulació. Dahl i Nygaard van ser els primers que van desenvolupar els conceptes of classe, subclasse (que permetés ocultació d'informació implícita), herència, creació dinàmica d'objectes, etc., tots ells aspectes importants del paradigma orientat a objectes. Un objecte és un component autocontingut (amb una estructura de dades i procediments o mètodes associats a ell) en un sistema de programari. Els objectes es combinen per formar un sistema complet. L'estil orientat a objectes és ubic en el desenvolupament de programari modern, i inclou llenguatges de programació imperatius d'ús general com Java i C++.
Dahl va aconseguir ser professor titular de la Universitat d'Oslo el 1968 i era apreciat com a bon professor i investigador. Aquí va treballar en Hierarchical Program Structures, que probablement fou la seva publicació més influent, perquè va aparèixer (amb C. A. R. Hoare com a coautor) en l'influent llibre Structured Programming de 1972 de Dahl, Edsger Dijkstra i Hoare, que fou possiblement el llibre acadèmic sobre programari més conegut de la dècada de 1970.
A mesura que avançava la seva carrera, Dahl es va anar interessant en l'ús de mètodes formals per raonar rigorosament sobre l'orientació a objectes, per exemple. Era expert tant en l'aplicació pràctica de les idees com en la seva base matemàtica formal per assegurar la validesa del raonament.
From Object-Orientation to Formal Methods: Essays in Memory of Ole-Johan Dahl, Olaf Owe, Stein Krogdahl and Tom Lyche (eds.), Springer, Lecture Notes in Computer Science, Volume 2635, 2004. ISBN 3-540-21366-X. doi:10.1007/b96089.
Pioneer who Prepared the Ground for Road to Java, Jonathan Bowen. The Times Higher Education Supplement, 1677:34, 4 de febrer de 2005.
