พระเจ้าวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าอทิตยาทรกิติคุณทรงปฏิบัติพระกรณียกิจขณะประทับอยู่ในสหรัฐอเมริกา โดยทรงเป็นประธานทรงบำเพ็ญพระกุศลเนื่องในพระราชพิธีพระราชทานเพลิงพระศพสมเด็จพระเจ้าพี่นางเธอ เจ้าฟ้ากัลยาณิวัฒนา กรมหลวงนราธิวาสราชนครินทร์ เมื่อวันเสาร์ที่ 15 พฤศจิกายน พ.ศ. 2551 เวลา 10.00 น. ณ วัดไทยกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. สหรัฐอเมริกา[9]

พระเจ้าวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าอทิตยาทรกิติคุณ โปรดให้ผู้แทนพระองค์นำทุนทรัพย์ส่วนพระองค์จำนวน 100,000 บาท เพื่อร่วมสมทบกองทุนกำลังใจในพระดำริของ สมเด็จเจ้าฟ้าฯ กรมหลวงราชสาริณีสิริพัชร มหาวัชรราชธิดา เมื่อวันที่ 18 มกราคม พ.ศ. 2554[10]

ทั้งนี้พระเจ้าวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าอทิตยาทรกิติคุณมักประกอบพระกรณียกิจเกี่ยวกับศิลปะ, พระพุทธศาสนา และโครงการเกษตรตัวอย่างในพระดำริที่จังหวัดสุรินทร์ น้อมนำปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียงของพระบาทสมเด็จพระมหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตรมาปรับใช้ในโครงการเกษตรส่วนพระองค์[11]