Po zakończeniu działań wojennych pozostał w Wojsku Polskim, otrzymał przydział do 3 pułku lotniczego. W 1921 posiadał stopień podchorążego, a w 1928 – starszego sierżanta. 26 stycznia 1922 minister spraw wojskowych przyznał mu tytuł i odznakę pilota na czas służby w Wojskach Lotniczych.
W sierpniu 1923 roku, w konkursie lotniczym zorganizowanym przez Aeroklub Poznański, zdobył nagrodę za celność bombardowania. W czerwcu 1925 roku, podczas II Wszechpolskiego Konkursu Szybowców w Gdyni, pilotował szybowiec Miś. Pilotowany przez niego szybowiec otrzymał trzy pierwsze nagrody: za najdłuższy czas lotu (65 sekund), za ogólną ilość i czas lotów (26 lotów trwających 15 minut i 55 sekund) oraz za najdłuższy czas lotu przy najsłabszym wietrze (22 sekundy). Stanisław Wrembel otrzymał w nagrodę 2000 złotych, puchar Polskiego Automobilklubu i motocykl.
Jako weteran wojny polsko-bolszewickiej i wieku był uważany za reprezentanta kadry podoficerskiej 3 pułku. Powierzano mu honorowe funkcje, np. w styczniu 1937 roku przewodził komitetowi organizacyjnemu pułkowego balu.