Holmgren varð kennari í náttúrufræði við Skogsinstitutet þar sem hann fékk tilnefningu til lektors lektor 1871. Hann var skordýrafræðingur hjá Lantbruksinstitutet 1880-1886. Framlag hans þar var verðmætt, sérstaklega innan Ichneumonidae af sníkjuvespum, og með verkum hans varð framgangur sníkjuvespufræða mikill í Svíþjóð. Meðal rita Holmgrens eru:
De för träd och buskar nyttiga och skadliga insekterna 1867
Om åkerns vanligaste skadeinsekter 1873
Trädgårdens skadedjur 1880.
Hymenoptera, species novas descripsit. Kongliga Svenska Fregatten Eugenies resa omkring Jordeni under befäl af C.A. Virgen Aren 1851–53. II Zoologi 1 Insecta pp. 391-442 pl. viii. (1868).
Bidrag till kännedomen om Beeren eilands och Spetsbegrens insekt-fauna. Stockholm: P.A. Norstedt & söner (1869).
Skandinaviens foglar i Handbok i zoologi för landtbrukare, skogshushållare, fiskeriidkare och jägare P.A. Norstedt & söner, Stockholm (1866).