W 1921 roku został przeniesiony do rezerwy w stopniu majora.
W latach międzywojennych Zygmunt Klemensiewicz pełnił między innymi funkcje dyrektora Okręgowego Związku Kas Chorych w Krakowie, a od 1932 roku dyrektora Ogólnopaństwowego Związku Kas Chorych. Był członkiem władz regionalnych i krajowych Polskiej Partii Socjalistycznej, do 1929 roku, kiedy nie zgadzając się z opozycyjną wobec Józefa Piłsudskiego polityką władz partii wystąpił z niej, wiążąc się z Bezpartyjnym Blokiem Współpracy z Rządem. W latach 1927–1930 ponownie był radnym Krakowa. W 1930 roku został wybrany, z listy BBWR, senatorem III kadencji. Był współzałożycielem i długoletnim prezesem Robotniczego Klubu Sportowego Legia Kraków. Od 1934 roku do wybuchu II wojny światowej był dyrektorem Ubezpieczalni Społecznej w Krakowie.
Podczas wojny zaangażował się w działalność pomocową w ramach Obywatelskiego Komitetu Pomocy, Towarzystwa Opieki nad Więźniami "Patronat" i Rady Głównej Opiekuńczej. Dwukrotnie aresztowany, został zwolniony ze względu na stan zdrowia. Po zakończeniu działań wojennych był członkiem Miejskiego Komitetu Opieki Społecznej w Krakowie i Pełnomocnikiem Zarządu Polskiego Czerwonego Krzyża na Okręg Krakowski.