W 1945 pełnił funkcję kierownika w Zakładzie Uprawy Roślin, równocześnie pracując w Państwowych Zakładach Hodowli Roślin był organizatorem stacji hodowlanych w województwie krakowskim i na Śląsku. W 1946 przedstawił rozprawę dotyczącą „Wpływu suszy i długości dnia na rozwój jęczmienia jarego” i uzyskał stopień doktora habilitowanego, a następnie profesora nadzwyczajnego. Pod koniec tego samego roku przeniósł się do Warszawy, gdzie otrzymał etat w Szkole Głównej Gospodarstwa Wiejskiego. W 1950 nastąpiło przekształcenie Państwowego Instytutu Naukowego Gospodarstwa Wiejskiego w Instytut Uprawy, Nawożenia i Gleboznawstwa, w 1951 Anatol Listowski został powołany na stanowisko dyrektora tej instytucji i zajmował je do 1968. W 1952 został członkiem korespondentem Polskiej Akademii Nauk, a w 1961 członkiem rzeczywistym. Od 1957 do 1971 wchodził w skład Prezydium PAN, od 1958 przez siedem lat był sekretarzem V Wydziału Nauk Rolniczych i Leśnych. W 1966 został wybrany na dwuletnią kadencję na stanowisko wiceprezesa PAN, jednocześnie był członkiem Rolniczej Akademii Nauk NRD oraz członkiem Akademii Nauk Rolniczych Czechosłowacji.