Von 1954 bis 1959 führte er die Archäologische Landesaufnahme des Landkreises Ammerland durch und war ab 1960 hauptamtlich im staatlichen Museumsdienst in Oldenburg (Oldb) tätig.
1965 erhielt Dieter Zoller einen Forschungsauftrag der Deutschen Forschungsgemeinschaft für siedlungsarchäologische Untersuchungen. Im gleichen Jahr gründete er die siedlungsarchäologische Forschungsstelle in Bad Zwischenahn.
Was die Heimat sah. Urgeschichte und Burgen des Ammerlandes - Westerstede : Ries, [1954]. - 32 S. : Ill., Kt. (Beiträge zur Ammerländer Heimatkunde ; H. 1)
Burg Horn, eine mittelalterliche Burg im Ammerland
Altes Handwerk in der St. [Sankt] Johanneskirche zu Bad Zwischenahn. In: Oldenburger Jahrbuch, Bd. 74, 1978, S. 21–31.
40 Jahre archäologische Forschungen im Raum Oldenburg und Weser-Ems. Ausstellung anlässlich der Verleihung des Kulturpreises der Gemeinde Rastede 1989. - Rastede : Gemeinde, 1989.
mit Elfriede Heinemeyer: Die Goldscheibenfibel von Oldenburg-Wechloy. In: Archäologisches Korrespondenzblatt 4, 1985, S. 531–536
Beiträge zur archäologischen Landesaufnahme für den Landkreis Ammerland Gemeinde Bad Zwischenahn (IV) - (Stand: 1. Dezember 1954 mit Ergänzungen bis zum Jahre 1986). In: Oldenburger Jahrbuch 89, 1989, S. 185–240
Beiträge zur archäologischen Landesaufnahme für den Landkreis Ammerland Gemeinde Westerstede (II) - (Stand: 1. Juni 1956 mit Ergänzungen bis zum Jahre 1988). In: Oldenburger Jahrbuch 91, 1991, S. 153–218
Beiträge zur archäologischen Landesaufnahme des Landkreises Ammerland Gemeinde Wiefelstede (V) - (Stand: 1. Juni 1957 mit Ergänzungen bis zum Jahre 1986). In: Oldenburger Jahrbuch 90, 1990, S. 191–244
Beiträge zur archäologischen Landesaufnahme für den Landkreis Ammerland Gemeinde Rastede (VI) - (Stand: 1. Dezember 1958 mit Erg. bis zum Jahre 1978). In: Oldenburger Jahrbuch 78/79, 1978/79, S. 295–352
Beiträge zur archäologischen Landesaufnahme für den Landkreis Ammerland Gemeinde Apen (I) : (Stand: 1. September 1958 mit Ergänzungen bis zum Jahre 1981). In: Oldenburger Jahrbuch 81, 1981, S. 277–302
Beiträge zur archäologischen Landesaufnahme für den Landkreis Ammerland Gemeinde Edewecht (III) - (Stand: 1. Juni 1958 mit Erg. bis zum Jahre 1979). In: Oldenburger Jahrbuch 80, 1980, S. 271–30
Die Ergebnisse der Grabung in der Kirche zu Großenkneten Landkreis Oldenburg/Oldb. In: Oldenburger Jahrbuch 66, 1961, S. 47–67
Gristede. Ein Beitrag zur Siedlungsarchäologie auf der Nordoldenburger Geest. In: Archaeologia 10/11, 1961/63, S. 8–12
Archäologische Untersuchungen an der Garther und Lether Burg sowie an der Zitadelle Vechta. In: Jahrbuch für das Oldenburger Münsterland 1984. Vechta 1983, S. 105–117
Chronik der Gemeinde Bad Zwischenahn. Menschen, Geschichte, Landschaft. Schmücker, Bad Zwischenahn 1994: Vor- und Frühgeschichte im Raum der Gemeinde Bad Zwischenahn, Burgen und Adelssitze in der Gemeinde Bad Zwischenahn, Die Mühlen in der Gemeinde Bad Zwischenahn (Winkler/Zoller), Alte Bauernschaften und ihre Höfe (Dirk E. Zoller/Dieter Zoller)