유학 후, 재무부의 사세국장ㆍ예산국장과 경제기획원 조정관 등을 거쳐, 1962년 경제기획원 부원장보, 1963년 경제기획원 차관, 1966년 재무부장관과 대통령수석비서관 경제정무담당을 역임하고 1969년에는 부총리 겸 경제기획원 장관을 역임했다

김학렬 부총리는 60년대 우리나라의 초기 경제발전을 이끌었던 대표적인 경제 관료로서, 그의 수많은 업적 중에서도 국민들에게 기억되는 최고의 업적은「경제개발 5개년계획」과 「포항종합제철 건설」,「경부고속도로 개통」이다. 서울과 부산을 잇는 경부고속도의 개통은 대한민국의 경제발전을 앞당기는 지름길이 되었고, 경제개발 5개년 계획은 대한민국을 신흥경제강국으로 이끈 초석이 되었다. 이어진 포항종합제철의 건설은 당시 중화학공업 육성과 맞물려 국가경제가 성장하는 계기가 되었다.

또한, 그는 고향 사랑에도 남달라 모교인 고성초등학교에 강당을 건립하고, 지역 청소년들의 건강을 위해 축구대회를 개최하기도 했다. 평범한 농촌지역이었던 고성을 한우비육으로 고향경제를 한 단계 끌어올렸고, 여름이면 대독리와 수남리가 온통 물바다가 되던 대독천에 제방을 쌓아 군민의 피해를 막았다.

현재, 그의 모교인 고성초등학교 교정에 한 쪽 옆에는 책을 끼고, 나머지 한 손으로는 빛나는 미래를 가리키고 있는 김학렬 부총리 동상이 세워져 있다. 이 동상은 부인 김옥남 여사가 운영하던 학림유치원에 있던 것을 2011년 범군민 동상이전추진위원회가 군민들의 뜻을 모아 현 위치인 고성초등학교 교정에 이전 건립하여 ‘인물의 고장 고성’의 자긍심을 높이고 있다.

그는 퇴임 후 1972년 췌장암으로 별세했으며, 경제 관료로서 한국경제의 제반 기획과 운영에 크게 공헌한 그의 공적을 인정받아 청조근정훈장을 받았다.

한국민족문화대백과, 고성신문 기사 발췌(2011. 6. 27)