Reconocido por ser el promotor del experimento Hole in the Wall o HIW (El Agujero en la Pared por sus siglas en inglés), con el cual en el año de 1999 colocó una computadora en un quiosco creado en una pared en un barrio bajo en Kalkaji, Nueva Delhi y los niños tenían libre acceso a usarlo.

[1]​ El experimento procuraba probar que los niños podrían aprender de las computadoras con mucha facilidad sin ningún entrenamiento formal.

[4]​ Iniciando con el cómputo de orbital molecular en los años 70, Mitra descubrió que la estructura de las moléculas orgánicas determinan su función más que los átomos constituyentes (Crystal structure sensitivity of the band structure of organic semiconductors.

en Solid State Physics del IIT, en Delhi, continuó con investigaciones sobre Sistemas de almacenamiento de energía, primero en el Centre for Energy Studies (Centro para los Estudios Energéticos) en el IIT y luego en la Technische Universitat (Universidad Técnica), en Viena, Austria.

Esto resultó en un nuevo diseño para las baterías de Zinc-Cloro, ahora utilizadas por el ejército (A design for zinc-chlorine batteries.

sobre la disociación de excitones en semiconductores orgánicos, avanzó en un documento base para la especulación del porqué los órganos de los sentidos en los humanos están ubicados donde están (A correlation between the location and sensitivity of human sense organs.

Una vez más su interés en la mente humana lo llevó a las áreas del aprendizaje y la memoria y estuvo entre los primeros en el mundo en demostrar que las redes neurales simuladas podían ayudar a descifrar los mecanismos de la enfermedad de Alzheimer (The effect of synaptic disconnection on bi-directional associative recall.

Culminando en su obra más sobresaliente, los experimentos con el aprendizaje infantil llamados “hole in the wall”.

Desde 1999, ha demostrado de forma convincente que los grupos de niños, independientemente de quiénes sean o dónde estén, pueden aprender a usar los computadores y el internet por su propia cuenta usando computadores públicos en espacios abiertos como las carreteras o zonas recreativas (Mitra, Sugata, Ritu Dangwal, Shiffon Chatterjee, Swati Jha, Ravinder S. Bisht and Preeti Kapur (2005), Acquisition of Computer Literacy on Shared Public Computers: Children and the “Hole in the wall”, Australasian Journal of Educational Technology, 21(3), 407-426.[5]​).

[13]​ Los críticos han cuestionado si dejar las computadoras en las aldeas resulta en mejoras en matemáticas y otras habilidades.

En junio del 2012, Mitra ganó el Leonardo European Corporate Learning Award en la categoría "Cruzando fronteras".