В начале 1930-х годов некоторое время работал диктором Всесоюзного радио. Как человеку, по словам Н. А. Толстовой крайне нервному, ему было трудно справляться с неожиданностями, свойственными профессии в те годы:
Анатолий Антонович принимал близко к сердцу каждую неполадку и хоть всегда находил верное решение — чего ему это стоило! После передачи, прочитанной с листа, он долго не мог успокоиться1.
С созданием литературно-драматического отдела перешёл в него. В декабре 1933 года назначен начальником театральной секции дирекции литературно-драматического вещания Управления Центрального радиовещания Всесоюзного комитета при СНК СССР2. Человек разносторонне одарённый, обладавший большим художественным вкусом и отлично знавший специфику радио, Дорменко составил ряд конферансов к драматическим спектаклям, которые часто и сам читал. Он многое сделал для того, чтобы лучшие спектакли были записаны на плёнку. В 1934 году участвовал в организации постановки Всеволодом Мейерхольдом радиоспектакля «Каменный гость» по пьесе А. С. Пушкина.
В 1938 году начал функционировать Московский телецентр на Шаболовке. В конце того года (по другим данным в 1939 году) А. А. Дорменко становится одним из первых советских телевизионных режиссёров и работает на ТВ до конца жизни. В 1952 году он вместе с Владимиром Сухобоковым и коллективом Малого театра поставил фильм-спектакль «На всякого мудреца довольно простоты».