Yurda döndükten sonra Merkez Bankasında döviz rezervlerinin yönetimi alanında çalışmalarına devam eden Serdengeçti, 1990 yılında Döviz İşlemleri Müdürü, 1992 yılında ise Açık Piyasa İşlemleri Müdürü oldu. 1994 yılında Genel Sekreter Yardımcısı olarak basın sözcüsü görevine atanmasının ardından, aynı yıl içinde Dış İlişkiler Genel Müdürlüğü ve Genel Müdür Yardımcılığı görevini üstlendi. Bu dönemde ödemeler dengesi ve uluslararası kuruluşlarla ilgili çalışmalar yürüttü. Mayıs 1996’da Piyasalar Genel Müdürü olarak uluslararası rezerv yönetimi, döviz kuru müdahaleleri, bankalararası para piyasası, açık piyasa işlemleri ve Hazine ihalelerinden sorumlu oldu. Ocak 1998 itibarıyla Piyasalar Genel Müdürlüğü’nün yanı sıra “Krediler, Bilgi İşlem ve İstatistik Genel Müdürlüklerinden Sorumlu Başkan Yardımcılığı” görevini de yürüttü. 14 Mart 2001 tarihinde Merkez Bankası Başkanlığı görevine getirildi ve 14 Mart 2006’da bu görevini Durmuş Yılmaz’a devretti. Süreyya Serdengeçti, İngilizce ve Fransızca bilmesinin yanı sıra, 2006 yılından bu yana TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi Ekonomi Bölümünde öğretim görevlisi olarak ders veriyordu.