Dahlstrøm interesserte seg spesielt for unge forbrytere. I 1922 tok han doktorgraden på avhandlingen «Studier over unge fanger. Forsøk med Binet-Simons intelligensprøver». Han var en av de første som benyttet intelligenstester i Norge. Han undersøkte vergerådsbarn for å finne fram til forutsetningene hos forbryterne, studier som resulterte i (sammen med Signy Arctander, 1932).