Su regreso, ya en 1952, lo lleva al trío de Red Norvo, en el que sustituye a Charles Mingus.

permenecerá con Norvo hasta 1955, trabajando después con Gerry Mulligan y Hampton Hawes, con quien colaborará a lo largo de una docena de años.

[1]​ Durante varios años compatibiliza las grabaciones con grupos en gira que codirige, junto a músicos como André Previn, Shelly Manne o Harold Land.

[2]​ En este periodo, trabajó con un gran número de músicos de gira por la zona (Phil Woods, Bobo Stenson, Toots Thielemans, Clark Terry...) y músicos de jazz escandinavos (Nisse Sandstrom, Rune Carlsson, Rune Gustafsson, Svein Christiansen...).

Mitchell fue uno de los primeros contrabajistas en adoptar con frecuencia el bajo eléctrico, que era acorde con su sonoridad voluminosa en el acústico.