В 1917 году Станислав Мессинг был избран членом полкового солдатского комитета. Участвовал в Октябрьской революции 1917 года в Москве. Секретарь Сокольнического Совета, председатель районной ЧК. С декабря 1918 года – член Коллегии и заведующий СОО (секретно-оперативный отдел) МЧК (Московская ЧК). С марта 1920 года по совместительству являлся членом Коллегии СТО (Совет труда и обороны). С июня 1920 года – заместитель председателя МЧК. С 27 июля 1920 года – член Коллегии ВЧК. С января 1921 года – председатель МЧК.

В том же году Станислава Мессинга переводят в Петроград. 11 ноября 1921 года он назначается председателем Петроградской ЧК и ПП (Полпредство) ВЧК по Петроградской губернии, одновременно с октября 1922 года является командующим войсками ГПУ Петроградского ВО. С 13 июня 1922 года – член Коллегии ГПУ.

После преобразования ГПУ в ОГПУ Станислав Мессинг стал начальником Петроградского губотдела ОГПУ и ПП ОГПУ в Петроградском (затем Ленинградском) ВО, а с 6 сентября 1923 года – членом Коллегии ОГПУ. Член Северо-Западного бюро ЦК ВКП(б) в 1926–1927 годах.

С 27 октября 1929 года Станислав Мессинг – начальник ИНО ОГПУ и второй заместитель Председателя ОГПУ. С 25 ноября 1929 года он одновременно является и уполномоченным ОГПУ при СНК РСФСР. Член ЦКК ВКП(б) в 1930–1934 годах.

25 июля 1931 года Станислав Мессинг был снят с должности второго заместителя Председателя ОГПУ и начальника ИНО и уволен из органов ОГПУ вместе с Л. Н. Вельским, Е. Г. Евдокимовым, И. А. Воронцовым и Я. К. Ольским. В постановлении Политбюро ЦК ВКП(б) от 6 августа 1931 года по этому поводу говорилось:

«а) эти товарищи вели внутри ОГПУ совершенно нетерпимую групповую борьбу против руководства ОГПУ;

б) они распространяли среди работников ОГПУ совершенно несоответствующие действительности разлагающие слухи о том, что дело о вредительстве в военном ведомстве является «дутым делом»;