นาวาอากาศเอก วิมล วิริยะวิทย์ เป็นสมาชิกเสรีไทยที่เป็นตัวจักรสำคัญในการติดต่อของเสรีไทยสายอเมริกากับขบวนการใต้ดินต่อต้านญี่ปุ่นในประเทศไทย ที่มีนายปรีดี พนมยงค์ เป็นหัวหน้า ทั้งนี้เพราะภายหลังที่ไทย โดยรัฐบาลของ จอมพล ป.พิบูลสงคราม ได้ประกาศสงครามกับสหรัฐอเมริกาและอังกฤษ ในตอนต้นปี พ.ศ. 2485 แล้ว ที่สหรัฐอเมริกานั้น ตัวทูตคือ หม่อมราชวงศ์เสนีย์ ปราโมช โดยวิมล เป็น 1 ใน 2 คนไทยที่กระโดดร่มลงที่จังหวัดแพร่ เมื่อวันที่ 9 กันยายน พ.ศ. 2487 จนถูกส่งตัวเข้ามากรุงเทพฯ ให้พบกับอธิบดีกรมตำรวจ โดยวิมลบอกเจ้าหน้าที่ว่าต้องรายงานข้อราชการลับ กับอธิบดีกรมตำรวจ คือ หลวงอดุลยเดชจรัส จนได้ไปพบกับหลวงประดิษฐ์มนูธรรมที่บ้านนายดิเรก ชัยนาม ที่ถนนรองเมือง