หลังสงครามสงบ วิมล ได้รับยศทหารชั่วคราวเป็นร้อยเอก แล้วจึงได้กลับไปเรียนต่อที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์จนจบปริญญาตรีและปริญญาโท ในปี พ.ศ. 2490 จากนั้นจึงกลับมารับราชการใช้ทุนที่กองทัพอากาศ ติดยศเป็นนาวาอากาศเอก (พิเศษ) เมื่อปี พ.ศ. 2501 ตำแหน่งผู้อำนวยการกองวิทยาการกรมช่างอากาศ จากนั้นในปี พ.ศ. 2504 จึงย้ายออกจากกองทัพอากาศไปเป็นอาจารย์ที่บัณฑิตวิทยาลัย จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และต่อมาก็ได้ย้ายจากการเป็นอาจารย์ไปรับราชการพลเรือนที่กระทรวงอุตสาหกรรม จนเป็นนายช่างใหญ่ รองปลัดกระทรวง อธิบดีกรมส่งเสริมอุตสาหกรรม จนเป็นปลัดกระทรวงอุตสาหกรรม