Ein Jahr nach der Okkupation Bosniens, im August 1879, wurde Dahlen an Stelle des Feldmarschalleutnants Baron Jovanović zum Stellvertreter des Kommandierenden Generals und Chefs der Landesregierung in den besetzten Ländern, des Feldzeugmeisters Herzog Wilhelm von Württemberg, und nach dessen Abberufung am 6. April 1881 auf diesem administrativ und militärisch wichtigen Posten eines Gouverneurs von Bosnien und Herzegowina ernannt. Allerdings brach zur Zeit seiner Amtsführung, ein Aufstand in den südlichen Landesteilen aus den er aber rasch beenden konnte. Im Anschluss machte sich um die Kultivierung der Okkupationsgebiete verdient. Für die dabei bewiesene Energie und Geschicklichkeit wurde er mit dem Orden der Eisernen Krone 1. Klasse dekoriert. Wegen seiner angegriffenen Gesundheit musste er allerdings bereits am 9. August 1882 um die Enthebung von seiner Stelle bitten.