Enligt ryska medier besökte Putin en fiskfabrik där han bjöds på kaviar. Han reste till Kurilerna efter ett besök på den närliggande ryska ön Sachalin, där den ryska flottan genomförde militärövningar.
Japan, vars relationer med Ryssland har försämrats sedan den fullskaliga invasionen av Ukraina 2022, uppskattade inte besöket.
– De norra territorierna ... är en omistlig del av Japans territorium, både historiskt och enligt internationell rätt, och Japans regering protesterar kraftigt mot detta besök, sade utrikesminister Toshimitsu Motegi i ett uttalande.
”Norra territorierna” är Japans namn på de södra öarna i Kurilerna.
Relationerna mellan Ryssland och Japan har länge varit spända kring de omstridda öarna, som genom historien omväxlande har tillhört de båda länderna.
Sovjetunionen tog över den strategiskt belägna vulkaniska ögruppen norr om Japan under andra världskrigets sista dagar och Moskva-regimen har haft en militär närvaro där sedan dess.
Japan och dåvarande Sovjetunionen undertecknade aldrig något formellt fredsavtal efter andra världskriget. Ett av de största hindren var den olösta frågan om Kurilerna.