З 1965 очолював кафедру теорії ядра та елементарних частинок КДУ. З 1968 року і до кінця свого життя О. Г. Ситенко працював в Інституті теоретичної фізики імені М. М. Боголюбова НАН України спочатку завідувачем відділу теорії та ядерних реакцій (1968—2001), а з 1998 року — директором цього інституту. Наукова діяльність