Los hechos ocurrieron cuando el mandatario llegó a la ciudad, situada a 250 kilómetros al noreste de Moscú, para inspeccionar una clínica infantil.
"Cásese conmigo", le dijo en voz alta la mujer en medio de la muchedumbre.
Putin, en un principio algo desconcertado, intercambió un par de frases con la joven y luego esta le dio las gracias.
Después en un acto público, el presidente narró lo sucedido.
"Ivánovo es conocida como la ciudad de las novias y hoy aquí me han propuesto casarme, creo que las cámaras lo grabaron todo", dijo Putin.
El presidente señaló que la mujer que le declaró su amor ahora se hará famosa en todo el país.
Putin, de 67 años, anunció en junio de 2013 que se divorciaba de su esposa Liudmila tras 30 años de matrimonio.