Mikkelsen har vært ansatt ved Universitetets Oldsaksamling siden 1972, som universitetsstipendiat 1973-77, prosjektleder for undersøkelser av kulturverdier i 10 års vernede vassdrag 1978-82, førsteamanuensis 1982-1991 og som professor siden 1992. I tre perioder mellom 1988 og 1997 var han nstituttbestyrer. Han har ellers vært knyttet til kulturminneforvaltningen ved Oldsaksamlingen.