I 1999 ble Vladimir Putin president. Medvedev ble først presidentens visestabssjef ved presidentens kontor og deretter også utnevnt som styreleder i Gazprom. I 2003 ble han Putins stabssjef, og to år senere ble han den 14. november 2005 utnevnt til første visestatsminister av president Vladimir Putin, en tittel han delte med Sergej Ivanov.