รับราชการช่วงแรก (2492-2502)
หลังจบการศึกษาในระดับปริญญาเอก อาจารย์ป๋วยเดินทางกลับประเทศไทย เข้ารับข้าราชการในกรมบัญชีกลาง กระทรวงการคลัง ในปี 2492 เป็นกำลังสำคัญในการเจรจากู้เงินจากธนาคารโลก เพื่อใช้ในการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานของประเทศ เช่น การสร้างเขื่อนเจ้าพระยา เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าและจัดส่งน้ำเข้านา การซ่อมแซมสถานีรถไฟหัวลำโพง ซึ่งถูกทำลายบางส่วนในระหว่างสงคราม การขยายและปรับปรุงท่าเรือกรุงเทพฯ เป็นต้น แม้ว่าอาจารย์ป๋วยยังเป็นพนักงานชั้นผู้น้อยในขณะนั้น แต่ความรอบรู้เกี่ยวกับเศรษฐกิจและโครงการที่จะจัดทำ ตลอดจนไหวพริบ และการเจรจาที่เฉลียวฉลาดของอาจารย์ป๋วย เป็นส่วนสำคัญที่ทำให้กู้เงินได้สำเร็จลุล่วงด้วยดี
นอกจากใช้ความสามารถในการเจรจาขอกู้เงินแล้ว อาจารย์ป๋วยยังสามารถเจรจากับเจ้าหน้าที่ชาวอเมริกันระดับสูงของ USOM และอุปทูตอเมริกันให้ร่วมกันเสนอต่อรัฐบาลอเมริกัน ให้สร้างถนนมิตรภาพระหว่างสระบุรี-นครราชสีมา เป็นตัวอย่างของถนนที่ได้มาตรฐาน โดยรัฐบาลไทยไม่ต้องเสียเงินเลย เป็นถนนที่สร้างตามมาตรฐานสากลสายแรก สร้างถูกแบบและลาดยางมะตอยอย่างได้มาตรฐาน ผิวถนนจึงเรียบ วิ่งได้เร็วโดยไม่กระเทือน และกรมทางหลวงได้ใช้มาตรฐานนี้ในการสร้างถนนสายอื่น
ต่อจากนั้นมาหลังจากทำงานเพียง 3 ปี อาจารย์ป๋วยได้รับการแต่งตั้งให้เป็นผู้ช่วยฝ่ายวิชาการของปลัดกระทรวงในปี 2495 และได้รับการแต่งตั้งให้เป็นรองผู้ว่าการธนาคารแห่งประเทศไทยในปี 2496 นอกจากนี้ ยังเป็นกรรมการบริหารสภาเศรษฐกิจแห่งชาติพร้อมกันไปด้วย
เมื่อเลิกสงครามใหม่ๆ เศรษฐกิจการคลัง การธนาคารของไทยยุ่งเหยิงเต็มที อาจารย์ป๋วยบันทึกไว้ว่า
“อัตราแลกเปลี่ยนเงินกับต่างประเทศมีหลายอัตรา อัตราทางการใช้สำหรับข้าวส่งออก และสินค้าเข้าบางชนิด เช่น หนังสือ หรือสินค้าที่รัฐบาลสั่งเข้า มีอีกอัตราหนึ่งใช้สำหรับดีบุก อีกอัตราหนึ่งใช้สำหรับยาง นอกนั้นใช้อัตราเสรีในการตลาด ซึ่งขึ้นลงฮวบฮาบเป็นที่ระส่ำระสาย อีกทั้งยังมีอัตราตลาดมืดอีกอัตราหนึ่ง เรื่องนี้ทำให้เศรษฐกิจปั่นป่วนจะวางแผนงานอะไร ก็ยากทั้งทางรัฐบาลและเอกชน และเนื่องด้วยมีความไม่แน่นอนในอัตราแลกเปลี่ยน เช่น การสั่งสินค้าเข้าจึงเสี่ยงต่อกระแสของอัตรา (แลกเปลี่ยน) พ่อค้าจึงต้องคิดเผื่อไว้ทำให้ข้าวของแพงเปล่าๆ
“ส่วนการคลังนั้นเล่าก็วุ่นวายเต็มที หลายปีรัฐบาลต้องตั้งงบประมาณรายได้ เพียงน้อยกว่ากึ่งหนึ่งของงบประมาณรายจ่าย นอกนั้นต้องกู้เงินจากธนาคารชาติ หรือ กู้จากต่างประเทศ ตลาดพันธบัตรหรือตั๋วเงินคลังพูดได้ว่าไม่มี ส่วนบัญชีงบปีของรัฐบาลเล่า ก็ค้างการชำระ มาเป็นหลายๆ ปี ที่ทำมาแล้วก็ไม่ลงตัว ต้องเดากันบ้าง ทำให้คาดการณ์ไม่ถูก บางครั้งจะจ่ายเงินเดือนข้าราชการ ต้องโทรศัพท์ขอกู้เงินธนาคารชาติกันเป็นการด่วน
“การแก้ไขระบบเศรษฐกิจ การธนาคาร และการคลังเช่นว่านี้ เป็นเรื่องที่เพื่อนๆ ของผมและผม ร่วมมือร่วมใจกันทำ ระหว่างปี 2495 ตลอดมา และต้องกินเวลาอยู่หลายปี เพื่อนๆ ที่กล่าวนี้ คงจะเอ่ยชื่อไม่หมด แต่ก็มีคุณบุญมา วงษ์สวรรค์ คุณสมหมาย ฮุนตระกูล คุณพิสุทธิ์ นิมมานเหมินท์ คุณหญิงสุภาพ ยศสุนทร คุณกรองทอง ชุติมา ส่วนมากเป็นคนรุ่นหนุ่มสาวในธนาคารแห่งประเทศไทยและกระทรวงการคลัง”
ผู้ใหญ่หลายคนเล่าให้ฟังว่า ตัวจักรสำคัญที่แก้ไขและปรับปรุงในเรื่องต่างๆ ที่ยุ่งเหยิงอยู่จนเข้าที่เข้าทาง ก็คืออาจารย์ป๋วยนี้เอง โดยเฉพาะในเรื่องอัตราแลกเปลี่ยน สามารถปรับปรุงระบบให้ใช้อัตราแลกเปลี่ยนอัตราเดียวได้สำเร็จ ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้การค้าระหว่างประเทศก้าวหน้าไปได้อย่างราบรื่น และมีการประสิทธิภาพ ส่งผลให้เกิดเสถียรภาพทางเศรษฐกิจด้านอื่นๆ อีกด้วย
เมื่อดำรงตำแหน่งรองผู้ว่าการธนาคารแห่งประเทศไทย ได้เพียง 7 เดือนเศษ มรสุมทางการเมืองก็โหมกระหน่ำอาจารย์ป๋วยอีกครั้งหนึ่ง เหตุเกิดจากจอมพล สฤษดิ์ ธนะรัชต์ ต้องการ “ซื้อ” สหธนาคารกรุงเทพจำกัด จากนายสหัส มหาคุณ แต่เนื่องจากธนาคารแห่งนี้ต้องเสียค่าปรับแก่ธนาคารแห่งประเทศไทยเป็นจำนวนหลายล้านบาท ด้วยเหตุที่ปฏิบัติฝ่าฝืนระเบียบของธนาคารแห่งประเทศไทย จอมพล สฤษดิ์ ธนะรัชต์ และผู้มีอำนาจทางการเมืองในขณะนั้นต้องการให้ธนาคารแห่งประเทศไทยยกเลิกการปรับ แต่อาจารย์ป๋วยไม่ดำเนินนโยบายลู่ตามลม จึงต้องออกจากตำแหน่งรองผู้ว่าการธนาคารแห่งประเทศไทยในปลายปี 2496 นับเป็นผู้ดำรงตำแหน่งรองผู้ว่าการธนาคารแห่งประเทศไทยในช่วงเวลานั้นสั้นที่สุดในประวัติศาสตร์ของธนาคารกลางแห่งนี้
หลังจากนั้น พล.ต.อ. เผ่า ศรียานนท์ ได้พยายามบีบบังคับให้กระทรวงการคลังและธนาคารแห่งประเทศไทยว่าจ้างบริษัทที่ตนมีผลประโยชน์เป็นผู้พิมพ์ธนบัตรไทย แทนบริษัทโธมัส เดอลารู จำกัด พระบริภัณฑ์ยุทธกิจ รัฐมนตรีว่าการกระทรวงการคลังในขณะนั้น ได้ถามความเห็นอาจารย์ป๋วยและส่งไปดูกิจการของบริษัทดังกล่าวในสหรัฐอเมริกา เมื่อไปถึง นายอลัน ดัลเลส (ผู้อำนวยการคนแรกขององค์การ ซี.ไอ.เอ. และเป็นพี่ชายของนายจอห์น ฟอสเตอร์ ดัลเลส รัฐมนตรีว่าการกระทรวงการต่างประเทศอเมริกันในสมัยประธานาธิบดีไอเซนเฮาวร์) ได้พยายามเกลี้ยกล่อมด้วยเหตุผลต่างๆ นานาให้ปฏิบัติตามข้อเสนอของ พล.ต.อ. เผ่า ศรียานนท์ แต่อาจารย์ป๋วยเห็นว่า บริษัทดังกล่าวหามีกิจการเป็นกิจจะลักษณะอันน่าเชื่อถือแต่ประการใดไม่ จึงมีบันทึกถึงรัฐมนตรีว่าการกระทรวงการคลัง เสนอให้พิมพ์ธนบัตรไทยกับบริษัทโธมัส เดอลารู จำกัด ต่อไป
การขัดขวางผลประโยชน์ของผู้ทรงอิทธิพลทางการเมืองในช่วงยุคทมิฬของการเมืองไทยครั้งนี้ ยังผลให้สวัสดิภาพแห่งชีวิตหมดสิ้นไป อาจารย์ป๋วยจึงติดต่อศาสตราจารย์เฟรอเดอริก เบนเนม (ซึ่งเคยเป็นอาจารย์ในสมัยที่เรียนอยู่ที่ London School of Economics) เพื่อไปทำวิจัย ณ Chatham House ในกรุงลอนดอน แต่รัฐมนตรีว่าการกระทรวงการคลังขณะนั้น ช่วยให้ได้รับตำแหน่งที่ปรึกษาทางเศรษฐกิจการคลังประจำสถานเอกอัครราชทูตไทยในอังกฤษซึ่งเป็นตำแหน่งที่ตั้งขึ้นใหม่แทน
อาจารย์ป๋วยรับตำแหน่งนี้ในปี 2499 ในระหว่างปี 2499-2501 นอกจากจะทำหน้าที่ผู้แทนกระทรวงการคลังแล้ว เมื่อไทยได้เข้าเป็นสมาชิกสภาดีบุกระหว่างประเทศ (International Tin Council) อาจารย์ป๋วยก็ได้รับแต่งตั้งให้เป็นผู้แทนประเทศไทยในสภาดังกล่าว และได้รับเลือกตั้งเป็นรองประธานสภาดีบุกระหว่างประเทศปี 2501-2502 ในระหว่างดำรงตำแหน่งผู้แทนไทยนี้ อาจารย์ป๋วยได้แสดงความสามารถในการเจรจาให้สภาดีบุกระหว่างประเทศ เพิ่มโควตาการส่งดีบุกออกของไทยจาก 7.35% เป็น 8.88% จนเป็นผลสำเร็จ
อาจารย์ป๋วยเป็นที่ปรึกษาทางเศรษฐกิจการคลังประจำสถานเอกอัครราชทูตไทยในอังกฤษจนถึงปี 2502 เมื่อจอมพล สฤษดิ์ขึ้นเป็นนายกรัฐมนตรีแล้ว อาจารย์ป๋วยจึงได้รับโอกาสให้กลับไปรับราชการในเมืองไทย ในตำแหน่งสำคัญๆ ดังจะกล่าวถึงต่อไป