Han var den ene halvparten av komikerduoen , sammen med Robert Webb, som han møtte ved University of Cambridge. De var begge med i Cambridge Footlights, hvor Mitchell ble president. Duoen er sammen i komiserien , som går på Channel 4. Mitchell vant The British Academy Television Award for Best Comedy Performance i 2009 for sitt bidrag i denne serien. Duoen har skrevet og spilt sammen i mange sketsjshow inkludert , og nylig i . Mitchell og Webb var også i den britiske versjonen av Apples reklamekampanje . Deres første film, , hvor Mitchell spilte den tradisjonelle magikeren Harry, kom ut i 2007.