Candidat à l'élection présidentielle de 2012 avec le soutien du président Medvedev, il l'emporte au premier tour et retrouve la fonction de président de la fédération de Russie pour un mandat allongé de deux ans en vertu d'un amendement adopté en 2008. Au cours de cette période, il s'efforce de restaurer l'influence russe sur la scène internationale. D'une part, dans le cadre de la guerre du Donbass, à la suite d'un référendum contesté, il permet le rattachement de la péninsule de Crimée à la Russie, acte souvent perçu comme une violation du droit international. D'autre part, il implique militairement la Russie dans la guerre civile syrienne, en soutien au régime de Bachar el-Assad.