luftpostさん、こんにちは。
簡単なアドバイスだけですが、すでにお調べのことでしたらすみません。

＞ProfileString関数で取得した情報（ファイルの書き込み先）を元に
＞FileWrite関数でファイルの書き込みをする際、その情報が反映されない
＞という現象で困っています。ただしEXE実行時のみです。
＞デバッグモードやソースからの実行だとうまくいくので確かめようが
＞ない状態です。また、OSのインストール先がDドライブのマシンだと
＞うまく行きます。

実行時にデバッグするために、
テキストでも貼ってProfileString関数で取得した内容を表示するなどして
みられましたか？

案外、ProfileString関数で失敗したときのデフォルト値が
【C:\\】 になってたりしませんか？

内容の違うiniファイルが複数存在しませんか？
カレントフォルダ、exeファイルを置いているフォルダなど。