Im Jahr 1877 übernahm Puttkamer die Funktion des Oberpräsidenten der Provinz Schlesien, bevor er am 14. Juli 1879 preußischer Kultusminister wurde. In dieser Funktion trug er zur Entschärfung des Kulturkampfs zwischen dem Reich und der katholischen Kirche bei. Zwischen den beiden deutschen Orthographischen Konferenzen von 1876 und 1901 ließ er per Erlass vom 21. Januar 1880 in den Schulen Preußens die „vereinfachte deutsche Rechtschreibung“ einführen. Am 18. Juni 1881 wurde Puttkamer preußischer Innenminister und am 11. Oktober 1881 er Vizepräsident des Preußischen Staatsministeriums. In diesen Funktionen bemühte er sich vor allem, liberale Beamte aus dem Staatsdienst zu entfernen und durch konservative zu ersetzen. Zudem setzte er die Sozialistengesetze streng um, was ihm die Gegnerschaft linker und liberaler Kräfte einbrachte. Hier ist vor allem sein „Streikerlass“ vom 11. April 1886 zu nennen.