Statisticien
Serigne Lamine Diop revient à Dakar en 1962 dès la fin de ses études à Paris. Il rejoint le Service statistique en qualité de responsable de la comptabilité nationale jusqu'en 1965 ; cette année-là, il devient le premier Sénégalais à diriger le Service statistique devenu, aussi la même année, Direction de la statistique. Il quitte cette direction en avril 1974 ; Lamine Diop lui succède alors.
En plus de ses fonctions de directeur, il professe à l'Université de Dakar ainsi qu'à l'École nationale d'administration et de magistrature (ENAM) .
Quelles que soient ses fonctions, Serigne Lamine Diop reste soucieux de promouvoir la statistique, tant au plan national, au sein de l'Association sénégalaise des statisticiens et démographes - qu'il préside plusieurs années-, qu'au plan international, en étant membre de l'Institut international de statistique dès 1974 et de l'Association internationale des statisticiens d'enquête en 1975.
Haut fonctionnaire
Serigne Lamine Diop quitte la Direction de la statistique en 1974 pour prendre les fonctions de Directeur des Douanes, au Ministère de l'économie et des finances. Il s'attache avec succès à la réorganisation et à la dynamisation de ce département essentiel à la vie économique, y introduisant aussi un service social et de santé. La réussite de cette mission lui vaut en 1978 d'être nommé Secrétaire d'État au Budget, fonction qu'il assure jusqu'en 1980, année qui marque le début de sa carrière politique.
Homme politique
La carrière pleinement politique de Serigne Lamine Diop commence en 1981 quand il occupe le poste de ministre du Développement rural dans le Premier Gouvernement de Habib Thiam, jusqu'en 1983. Dans les gouvernements suivants, il est ministre du Développement industriel et de l'Artisanat jusqu'en 1988, puis ministre de l'Économie et des Finances de 1988 à 1990 et enfin Garde des sceaux de 1990 à 1993.
Il reste très actif en étant, entre 1993 et 1995, président du comité directeur de la Société nationale d'exploitation des eaux du Sénégal (SONEES), puis président du Comité directeur de la Banque internationale pour le commerce et l'industrie du Sénégal (BICIS) jusqu'en 2001.