Ia juga pernah menjadi Deputi III Bidang Pengelolaan Isu Strategis, Kantor Staf Presiden Republik Indonesia (April 2015-September 2015), Staf Khusus Bidang Ekonomi Menteri Koordinator Bidang Perekonomian, Kementerian Koordinator Bidang Perekonomian (2010-2014).
Sebelum terjun di Pemerintahan, Purbaya Yudhi Sadewa memulai karier sebagai Field Engineer di Schlumberger Overseas SA (1989-1994), Senior Economist di Danareksa Research Institute (Oktober 2000-Juli 2005), Direktur Utama PT Danareksa Securitie (April 2006-Oktober 2008), Chief Economist Danareksa Research Institute (Juli 2005-Maret 2013), serta anggota Dewan Direksi PT Danareksa (Persero) (Maret 2013-April 2015.