Etter ett år i ECON, Senter for økonomisk analyse, kom han tilbake til SSB som forskningssjef i årene 1991–1994. Fra 1996 til 1999 var han ansatt som forskningsdirektør og leder av Forskingsavdelingen samme sted. Fra 1999 til han ble direktør i SSB var han ekspedisjonssjef i Økonomiavdelingen i Finansdepartementet, og Olsen er en av arkitektene bak handlingsregelen.