Han ble ansatt ved Norges Banks seddeltrykkeri (NBS) i 1958, med Henry Welde som læremester. I 1962 begynte NBS, etter oppdrag fra Postverket, med ståltrykksproduksjon av frimerker. Løkke-Sørensen ble da tilknyttet frimerkeproduksjonsavdelingen som frimerkekunstner og gravør. Han arbeidet i NBS til utløpet av 1984, de siste seks årene som leder av grafisk avdeling. Fra og med 1985 frem til 1994 arbeidet han som frilanser, og hadde flere oppdrag for Posten.