Karijeru je počeo kao stripski crtač i scenarista u periodu 1936 — 1941, „Zlatnom dobu srpskog stripa“, kada je bio još srednjoškolac i omladinac. Objavljivao je stripove različitih žanrova u komercijalnim beogradskim listovima: Mika Miš, Zabavnik, Paja Patak i Dečje vreme.
Najpoznatiji stripovi tog doba su mu „Junaci Pavlove ulice” „Hajduk Veljko“, „Duh prerije“, „Orkan sa istoka“ „Krijumčari ljudi“ i „Moć fakira“. (U filmu Savamala iz 1982. Mitrović je evocirao stripsko razdoblje svog života.)
Posle rata, Mitrović se bavio prvenstveno filmom, ali je i dalje ostala veza sa stripom. Stripski serijal Kapetan Leši je adaptacija istoimenog filma, po scenariju samog Mitrovića sa saradnicima, i crtežom Julija Radilovića Julesa. Izašle su četiri epizode u zagrebačkom Plavom vjesniku (1960-1964).
Makedonski stripar Zoran Tanev je 2000. objavio stripsku adaptaciju Mitrovićevog filma Mis Ston. Ovo izdanje je prvi makedonski stripski album.

Mitrović je pripadao naraštaju reditelja koji su, neposredno posle Drugog svetskog rata, postavili temelje profesionalno organizovane filmske produkcije u Srbiji i Jugoslaviji.
Snimao je filmove različitog žanra, a najviše je ostao upamćen po istorijskim: „Nevesinjska puška“, „Marš na Drinu“, „Signali nad gradom“, „Solunski atentatori“, „Užička republika“ i „Timočka buna“.
Dobitnik je više domaćih i međunarodnih priznanja, među kojima je nekoliko zlatnih i srebrnih arena, Sedmojulska i Oktobarska nagrada.

Sahranjen je u Aleji zaslužnih građana na Novom groblju.