Purbaya Yudhi Sadewa memiliki latar belakang pendidikan yang kuat dan multidisiplin. Ia menempuh pendidikan menengahnya di SMA Regina Pacis Bogor, lulus pada tahun 1983. Untuk pendidikan tinggi, Purbaya memulai dengan bidang teknik, meraih gelar Sarjana Teknik Elektro dari Institut Teknologi Bandung (ITB).

Setelah menyelesaikan studi di ITB, Purbaya mengalihkan fokus akademiknya ke bidang ekonomi. Ia melanjutkan studi pascasarjana di Amerika Serikat, di mana ia memperoleh gelar Master of Science (MSc) dan gelar Doktor (PhD) di bidang Ilmu Ekonomi dari Purdue University, Indiana. Kombinasi latar belakang teknik dan ekonomi ini memberikan Purbaya perspektif yang unik dan komprehensif dalam menganalisis serta mengelola isu-isu ekonomi, yang sangat relevan dengan peran-peran strategisnya di kemudian hari.