Después del MIT, Witkin trabajó brevemente en SRI International en visión por computadora.

Luego se mudó al Laboratorio Fairchild de Schlumberger para la Investigación de Inteligencia Artificial, más tarde Schlumberger Palo Alto Research, donde dirigió la investigación en visión por computadora y gráficos; aquí inventó el filtrado del espacio a escala, la segmentación del espacio a escala y los modelos Active Contour y publicó varios artículos galardonados.

El artículo "Serpientes: Modelos de contorno activos" obtuvo una mención honorífica por el Premio Marr en 1987.

Según CiteSeer, este documento es el 11º más citado en ciencias de la computación.

Como científico senior en Pixar, Witkin recibió un Premio de la Academia técnica en 2006 por "trabajo pionero en técnicas generadas por computadora basadas en la física utilizadas para simular telas realistas en películas".