Melansir laman LPS, sebelum menjabat Ketua Dewan Komisioner LPS, Purbaya pernah menjabat sebagai Deputi Bidang Koordinasi Kedaulatan Maritim dan Energi, Kementerian Koordinator Bidang Kemaritiman dan Investasi (Mei 2018-September 2020), Staf Khusus Bidang Ekonomi Menteri Koordinator Bidang Kemaritiman, Kementerian Koordinator Bidang Kemaritiman (Juli 2016-Mei 2018).
Kemudian, Staf Khusus Bidang Ekonomi Menteri Koordinator Bidang Politik, Hukum dan Keamanan, Kementerian Koordinator Bidang Politik, Hukum dan Keamanan (November 2015-Juli 2016), 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).
Lalu, Anggota Komite Ekonomi Nasional (2010-2014), Wakil Ketua Satgas Penanganan dan Penyelesaian Kasus(Debottlenecking) di bawah Kementerian Koordinator Bidang Perekonomian (Juni 2016-sekarang), Anggota Dewan Pertimbangan Kamar Dagang dan Industri (2016-sekarang), serta Anggota Indonesia Economic Forum (2015-sekarang).
Sebelum terjun di pemerintahan, Purbaya memulai karier sebagai, Field Engineer di Schlumberger Overseas SA (1989-1994), Senior Economist di Danareksa Research Institute (Oktober 2000-Juli 2005).
Kemudian, Direktur Utama PT Danareksa Securities (April 2006-Oktober 2008), Chief Economist Danareksa Research Institute (Juli 2005-Maret 2013), Anggota Dewan Direksi PT Danareksa (Persero) (Maret 2013-April 2015).