27 Mayıs 1960 darbesi sonrasında DPT’de görev alan Küçük, burada Uzun Vadeli Planlar Dairesi Müdürlüğü’ne kadar yükseldi ancak bir süre sonra bu görevinden ayrıldı. Ardından ABD’ye giderek Yale Üniversitesi’nde eğitim aldı ve Dünya Bankası’nda kısa süreli bir staj yaptı. Bu dönemde hazırladığı iktisadi raporlar ve kalkınma modelleri, onun devlet işleyişine dair tecrübesinin temelini oluşturdu. Ancak akademik merakı onu kısa sürede bürokrasi koridorlarından üniversite kürsülerine taşıdı.