עם סיום לימודיו הצטרף פוטין לשירות החשאי (ק.ג.ב). מקורביו נוהגים לספר כי מילדות חלם לשרת כסוכן חשאי וניסה להתקבל לק.ג.ב כבר בסיום בית הספר התיכון. בשנים 1985-1990 עבד כסוכן חשאי במזרח גרמניה, בעיקר בעיר דרזדן. ישנם דיווחים הטוענים כי בין השאר מונה לפקח על השירות החשאי המזרח-גרמני הידוע לשמצה, הסטאזי. ב-1991 עזב את השירות כשהוא נושא דרגה מקבילה לדרגת סגן-אלוף.