Artamonovs vitenskapelige karriere var på Universitetet i Leningrad. Han utgravde et stort antall av skytiske og khazarske gravhauger og bosetninger, den mest berømte var det khazarske festningen Sarkel, og utga en stor monografi om khazarene i 1969, . Tidligere utgaver av dette verket, som uthever den enorme innflytelsen til khazarene på utviklingene av de tidlige rus og andre folkeslag, ble fordømt av de sovjetiske autoriteter, og tvang ham til å legge til en konklusjon som fastslo det motsatte, at khazarene hadde noen større innflytelse.