Medvedev meldte selv om oppsigelsen under en TV-sending sammen med Putin.
Oppsigelsen kommer samme dag som Putin holdt sin årlige tale i nasjonalforsamlingen om rikets tilstand. Putin varslet tidligere onsdag at han ville avholde en folkeavstemning om endringer i grunnloven.
Endringer i grunnloven
Ifølge Reuters går Medvedev av for å gi Putin mulighet til å gjøre de forandringene i grunnloven som han ønsker. Medvedev sier at endringene vil føre til betydelig omveltning i maktbalansen i landet.
Putin sa i talen at han vil gi nasjonalforsamlingen myndighet til å utnevne statsminister og regjeringsmedlemmer for å styrke nasjonalforsamlingens rolle. I dag er det presidenten som gjør dette.
Samtidig understreket han at presidenten skal beholde retten til å kunne avskjedige både statsminister og regjeringsmedlemmer.
Utnevnes i ny stilling
Medvedev har vært statsminister siden 2012. Før det var han president i perioden 2008 til 2012. Han regnes som en nær støttespiller til Putin og har hatt høytstående stillinger i regjeringen helt siden Putin ble president for første gang i 1999.
Putin takker Medvedev for hans tjeneste, ifølge det russiske nyhetsbyrået Tass. Men det påpekes også at regjeringen ikke har oppfylt kravene som er blitt satt for den.
Medvedev ventes å bli utnevnt i en høytstående sikkerhetspolitisk stilling når den nye regjeringen er på plass.
Ferdig i 2024
Presidentens forslag om endringer i grunnloven kommer før valget til den russiske nasjonalforsamlingen i 2021. Den siste tiden har det styrende partiet Forent Russland gjort det dårlig på målingene.
Det har lenge vært spekulert på hvordan Putin kan komme til å reformere det politiske systemet i Russland før 2024. Da er hans presidentperiode over, og Putin må ifølge grunnloven forlate presidentposten.
67 år gamle Vladimir Putin er den lengstsittende lederen i Russland siden Josef Stalin.