Tammikuussa 1919 Siperian valkoisia johtanut amiraali Aleksandr Koltšak nimitti Dieterichsin armeijansa länsirintaman esikuntapäälliköksi. Heinäkuusta marraskuuhun 1919 Dieterichs komensi Koltšakin armeijan itärintamaa ja sai ylennyksen kenraaliluutnantiksi. Dieterichs määrättiin tammikuussa 1919 myös johtamaan tsaari Nikolai II:n ja tämän perheen murhatutkintaa, mutta hän siirsi tehtävän Nikolai Sokoloville. Elokuusta lokakuuhun 1919 Dieterichs oli myös Koltšakin esikuntapäällikkönä ja elokuussa parin viikon ajan tämän hallituksen sotaministerinä. Hän erosi tehtävistään marraskuussa 1919 ajauduttuaan erimielisyyksiin Koltšakin kanssa sotilasstrategisista kysymyksistä ja asui vuosina 1920–1922 maanpaossa Kiinan Harbinissa. Kesäkuussa 1922 Dieterichs otti vallan Vladivostokin seutua hallinneessa Priamurjen väliaikaishallituksessa syrjäyttäen Merkulovin veljekset. Hän järjesti elokuussa 1922 ”valtakunnankokouksen” ("zemski sobor"), joka julisti Romanovin suvun Venäjän laillisiksi hallitsijoiksi ja hänet Priamurjen (Amurin alueen) tilapäiseksi hallitsijaksi eli voivodiksi. Japanilaisten interventiojoukkojen vetäydytyä puna-armeija kukisti Dieterichsin hallituksen lokakuussa 1922, jolloin hän pakeni ensin Koreaan ja sitten Kiinaan, jossa asui loppuikänsä. Hän oli vuodesta 1930 Venäjän yleissotilaallisen liiton (ROVS) Kaukoidän-aluejohtaja.