2008年5月7日に大統領を退任したが、新しく大統領となったメドヴェージェフによって首相に指名され、翌日連邦議会下院で承認された。承認の前に下院で行った演説では、年金・最低賃金の引き上げや免税、インフレ率の抑制に努め、ロシアが世界有数の国際金融センターになることを目標にすると発言し、近い将来にロシアがイギリスを凌ぐ経済大国になると予測した。

首相就任によりメドヴェージェフとの「双頭体制」となったが、プーチンは大統領を退いた後も事実上最高権力者として影響力を行使していると見られる。5月15日には、首相が議長となる「政府幹部会」を設置した。この会には副首相だけでなく大統領が管轄する外相や国防相も参加し、事実上の最高意思決定機関となる。また2000年に制定していた連邦管区大統領全権代表は代表権を失って首相のコンサルタント的な地位になり、さらに大統領による任命制に改められていた地方の知事を国家公務員にして首相の管轄下に置いた<ref>望月喜市 「2頭体制はプーチン色が濃厚+サハリンの07年エネルギー生産実績」 日ロ北海道極東研究学会、2008年5月19日。</ref>。

2008年、2008年12月5日。</ref>。