Dass im Oktober 1966 die Bundeswehr rief, veränderte jedoch alles. Dieter Zembski stieg aus der Band aus, kickte bereits während der 18-monatigen Dienstzeit wieder beim BBV Union in der Landesliga und sorgte dort für Furore. So dass wenig später der SV Werder zum Probetraining lud. Zembski, gelernter Schriftsetzer, überzeugte und unterschrieb 1968 prompt seinen ersten Profivertrag bei den Grün-Weißen. Zwar kam er in der Premieren-Saison lediglich auf einen Einsatz, als er am letzten Spieltag beim 6:5-Erfolg gegen Borussia Mönchengladbach eingewechselt wurde. Doch er bewies Geduld, blieb hartnäckig und arbeitete an sich. Und als Dieter Zembski nach sieben Werder-Jahren 1975 zu Eintracht Braunschweig wechselte, standen für den rechten Verteidiger bereits 179 Bundesliga-Einsätze (vier Tore) zu Buche.

Eine Bilanz, die er bei den Niedersachsen, die damals zur Bundesliga-Spitze gehörten, noch ausbaute: Am Ende seiner Profikarriere, ausgelöst durch eine schwere Achillessehnenverletzung, hatte Dieter Zembski insgesamt 301 Spiele im Fußball-Oberhaus absolviert. Und sich mit nur zwölf Gelben Karten in zwölf Profi-Jahren den Ruf eines vorbildlichen Sportsmanns verdient. Mit der Eintracht spielte der schnelle und technisch versierte Defensivspieler sogar im UEFA-Pokal, doch das größte internationale Highlight hatte der gebürtige Bremer bereits als Werder-Profi erlebt: Im September 1971 bestritt Zembski in Hannover beim 5:0-Erfolg gegen Mexiko sein einziges A-Länderspiel für Deutschland, als er für Berti Vogts eingewechselt wurde. „Die Erfüllung eines Kindheitstraums“, gibt er offen zu.