Tiếp đến, đơn vị ông vào chiến trường B3 (Tây Nguyên) để "quần nhau với giặc” và tham gia Đại thắng mùa xuân năm 1975, chiến đấu tại Biên Hòa, Đồng Nai, góp phần vào chiến thắng vĩ đại, giải phóng miền Nam, thống nhất đất nước ngày 30/4/1975.
Sau đó, ông từng làm học viên, trợ lý huấn luyện rồi làm giáo viên trường Hậu cần Quân chủng Phòng không, không quân.
Năm 2004, thượng tá Vĩnh về hưu tại khu 4, thị trấn Mai Châu (Mai Châu). Về hưu được 3 tháng, ông được Đảng cử, dân bầu "vác tù và hàng tổng” làm trưởng thôn, Phó bí thư, Bí thư chi bộ, đảng ủy viên thị trấn Mai Châu.
Năm 2007, Hội CCB huyện Mai Châu Đại hội lần thứ IV, ông được vào "tầm ngắm” của cấp ủy huyện và Hội CCB tỉnh quy hoạch tham gia BCH, Ban Thường vụ Hội huyện. Trúng cử với số phiếu cao, thượng tá Nguyễn Đình Vĩnh có hai khóa liên tục làm Chủ tịch Hội CCB huyện Mai Châu, UV BCH Hội CCB tỉnh khóa IV và khóa V. ông luôn bám sát phong trào đoàn thể, với 24 cơ sở Hội gắn bó trực tiếp và gián tiếp 4.218 hội viên; làm "trụ cột” của BCH Hội CCB huyện.
Địa bàn của huyện rộng, dài, dù nắng gắt, giông bão hay mưa rào, rét buốt, ông chẳng quản ngại, nắm chắc tình hình. Những chi hội, hội cơ sở hoạt động còn yếu, ông động viên "xốc” lại phong trào để không tụt hậu. Hội CCB do ông làm "thủ lĩnh” luôn chủ động phối hợp với các cơ quan, ban, ngành, đoàn thể của huyện tổ chức tập huấn, bồi dưỡng cán bộ; huấn luyện quân sự; phòng - chống tội phạm ma túy; thu hồi vật liệu nổ; chăm lo các hoạt động tình nghĩa, văn nghệ, thể thao, giảm nghèo bền vững...
ông làm báo cáo viên của huyện, tham gia nhiều ban chỉ đạo, ban vận động của huyện. Tết người Mông của hai xã Hang Kia, Pà Cò, ông thường có mặt chung vui cùng CCB và nhân dân. Nói và làm đối với CCB Nguyễn Đình Vĩnh luôn nhất trí, miệng nói tay làm, khó khăn không ngại. Từ khi ông "cầm càng” phong trào thi đua "CCB gương mẫu” của huyện đã "bứt phá” hàng năm, được xếp ở tốp đầu những tổ chức Hội trong sạch - vững mạnh xuất sắc, được tặng bằng khen, cờ thi đua của tỉnh và T.ư Hội CCB Việt Nam.
Thời quân ngũ và trở về địa phương tham gia công tác Đảng, chính quyền và Hội CCB, ông có "một thời để nhớ” đã được cấp trên khen thưởng nhiều huân chương, huy chương, bằng khen, giấy khen.
