Не задерживаясь в Иркутске, Дитерихс проехал в Читу, и далее, через пограничную станцию Маньчжурия, в Харбин. Начался первый, небольшой период его эмигрантской жизни. Теперь, когда военные дела отошли на задний план, главной для него становилась забота о сохранении материалов следствия об убийстве Царской Семьи. Согласно другим сведениям, в частности, по воспоминаниям ген. Болдырева, в 1920 году Дитерихс был ближайшим помощником атамана Забайкальского Казачьего Войска и Главнокомандующего Войсками Восточной окраины генерал-майора Г.М. Семенова, активно пытаясь создать белое "буферное государство" со столицей в Чите или Владивостоке.
В начале марта 1920 г. в Харбине состоялась встреча основных участников расследования: Дитерихса, Соколова, Вильтона, Жильяра и ген. Лохвицкого. Все материалы следствия и вещественные доказательства находились в вагоне Вильтона, имевшего дипломатический статус. Во время обсуждения вопроса о последующей судьбе этих ценностей Дитерихс возражал против их отправки за границу. И только реальная угроза того, что материалы могут попасть в руки большевиков (в марте в Харбине вспыхнула забастовка служащих КВЖД, грозившая перерасти в вооруженное восстание), заставила Дитерихса согласиться с мнением других участников совещания и письменно обратиться к ген. Жанену с просьбой о сохранении всего комплекса документов и сундучка с останками Царской семьи. Ген. Жанен ответил согласием. 18 марта 1920 г. Дитерихс, Соколов и Жильяр передали ему все имеющиеся у них материалы следствия[82]. Их дальнейшая судьба до сих пор неизвестна. Согласно одной из версий, они находились в сейфах одного из парижских банков. После оккупации немецкой армией Парижа хранилища были вскрыты, и вещи исчезли. Правда, сохранились документы в трех копиях, принадлежавших Дитерихсу, Соколову и Вильтону. Наиболее полную на сегодняшний день их публикацию представляет книга Н. Росса "Гибель Царской семьи", увидевшая свет в издательстве "Посев" в 1987 году.
Чувство долга перед памятью Царя-Мученика, сознание, что, возможно, никому другому, кроме него, не удастся поведать миру факты, открывшиеся в результате расследования обстоятельств Екатеринбургского злодеяния, побуждают Дитерихса незамедлительно приступить к работе над книгой, основанной на имеющихся у него копиях материалов следствия. В течение 1920-1921 гг. он пишет свой знаменитый труд "Убийство Царской Семьи и членов Дома Романовых на Урале". Изданная в 1922 г. во Владивостоке, эта книга состояла из двух частей. Первая часть отражала, главным образом, факты, версии, связанные с Цареубийством. Основной вывод книги (все представители Царской Семьи погибли, никому не удалось спастись) вызывал позднее в Зарубежье обвинения в пристрастности Дитерихса, в его желании скрыть факты "чудесного спасения" кого-либо из Романовых. Многие представители правых (В.И. Гурко, В.В. Вырубов, Н.Е. Марков 2-й) считали Дитерихса и Соколова причастными чуть ли не к масонскому заговору против Государя, напоминали о связях Дитерихса с генералом Алексеевым, с чехами и генералом Жаненом, о его "нерусском происхождении" и т.д. Но подобные обвинения были абсолютно бездоказательными.
Вторая часть, озаглавленная автором "Материалы и мысли", содержала исследование причин, приведших Россию к катастрофе 1917 г. Очерк истории династии с 1613 г., детальный анализ событий Февраля и Октября и убедительный вывод о возврате России к ценностям Православия, Самодержавия и Народности отличают эту часть книги. Без преувеличения можно утверждать, что труд Дитерихса стал первым венком на безвестную могилу Царской Семьи.
Жизнь "зачисленного в резерв" генерала в Зарубежье проходила тяжело. 1 июля 1921 г. родилась дочка Агния. Чтобы прокормить семью, 47-летнему Михаилу Константиновичу приходилось искать любую работу (некоторое время даже работать в обувной мастерской). Рукопись книги отнимала много времени, но была практически неоплачиваемой. И лишь небольшие личные сбережения едва позволяли "сводить концы с концами". Несмотря на материальные трудности, Дитерихсы продолжали помогать детям-сиротам. Еще осенью 1919 года в Омске София Эмильевна открыла "Очаг для одиноких беженок-подростков". В него принимались дети от 10 до 16 лет, которые были вывезены, в количестве 45, сначала в Харбин, а оттуда, после падения Владивостока – в Шанхай.