Ia kemudian melanjutkan studi ekonomi di Purdue University, Amerika Serikat.
Dari kampus tersebut, ia meraih gelar Master of Science dan Doktor.
Kariernya dimulai sebagai Field Engineer di Schlumberger Overseas SA pada 1989-1994.
Setelah itu, ia beralih ke dunia ekonomi sebagai Senior Economist di Danareksa Research Institute pada 2000-2005.
Ia kemudian menjabat Chief Economist Danareksa Research Institute pada 2005-2013.
Perjalanan kariernya juga mencakup posisi Staf Khusus Bidang Ekonomi di Kemenko Perekonomian pada 2010-2014.
Ia juga menjadi anggota Komite Ekonomi Nasional pada periode yang sama.
Tahun 2015, Purbaya menjabat Deputi III Bidang Pengelolaan Isu Strategis di Kantor Staf Presiden.
Setelah itu, ia dipercaya menjadi staf khusus di sejumlah kementerian.
Di antaranya Kemenko Polhukam pada 2015-2016 dan Kemenko Kemaritiman pada 2016-2018.
Puncak kariernya di lembaga negara terjadi pada 2020 saat menjadi Ketua LPS.
Di posisi itu, ia bertanggung jawab menjaga stabilitas sistem keuangan nasional.
Purbaya mengaku baru diberitahu penunjukan sebagai menteri tiga jam sebelum pelantikan.
Ia bahkan sempat mengira kabar tersebut tidak benar.
Namun, penunjukan itu benar adanya setelah ia mengecek langsung.