Po zakończeniu I wojny światowej i odzyskaniu przez Polskę niepodległości został przyjęty do Wojska Polskiego w stopniu porucznika. W 1918 roku budował pociągi pancerne w Nowym Sączu i Przemyślu oraz jeździł do oblężonego Lwowa. Został awansowany na stopień kapitana w korpusie oficerów kolejowych ze starszeństwem z 1 czerwca 1919.
Po wojnie zamieszkał w Krakowie. Pracował w firmie budowlanej. Po pokoju ryskim z marca 1921 roku wykładał w Wyższej Szkole Technicznej Wojsk Kolejowych oraz na kursach oficerów zawodowych i rezerwowych w Krakowie.
Nawiązał kontakt z profesorami Uniwersytetu Jagiellońskiego. W latach 1924–1939 był członkiem Polskiego Towarzystwa Matematycznego. Dzięki uprzejmości matematyków krakowskich mógł korzystać ze zbiorów Instytutu Matematycznego. W dokumentach Polskiego Towarzystwa Matematycznego (do roku 1938) odnotowano następujący adres: Kraków, ul. Smoleńska 14.
W roku akademickim 1921/1922 Kazimierz Vetulani był asystentem przy katedrze mechaniki ogólnej Akademii Górniczej w Krakowie, gdzie wykładał wytrzymałość materiałów. Następnie pracował jako doradca techniczny szeregu większych firm, przedsiębiorstw oraz instytucji rządowych i samorządowych oraz klientów prywatnych.