Здравствуйте, Nuzhny, Вы писали:

N>Линковка exe и dll статическая.

вот и причина проблемы

N>Что это? Разные менеджеры памяти используются?

память выделена в одном хипе, а удаляется в другом
нельзя так грубо передавать std::vector через границы длл. это можно делать с кучей оговорок : динамический одинаковый рантайм, модули скомпилированы одними опциями для STL (ну там проверка итераторов и еще какие-то дефайны)
в иделе имхо — Сишный интерфейс должен быть между длл-ками, данные маршалить, сущности проксировать