Pod rządami Władimira Putina sytuacja gospodarcza i stan finansów kraju znacznie się poprawiły, a przywrócenie pełnej funkcjonalności systemu GLONASS stało się jednym z priorytetów władz. W sierpniu 2001 uruchomiono federalny program z budżetem ponad 420 milionów dolarów, którego celem było przywrócenie pełnej konstelacji satelitów do 2009 roku. 10 grudnia 2003 wystrzelono pierwszego satelitę drugiej generacji – GLONASS-M. Ważył on 1450 kg, czyli trochę więcej niż poprzednicy, lecz jego żywotność była 2 razy większa, posiadał lepszą dokładność oraz zdolność emisji dodatkowych dwóch sygnałów cywilnych. W kolejnych latach umieszczano na orbicie następne satelity tej serii oraz kilkukrotnie zwiększano budżet programu. Ostatecznie w latach 2001–2011 rozbudowa systemu pochłonęła 140,1 miliarda rubli (4,7 miliarda dolarów)Russia Beyond the Headlines..
W dniu 8 grudnia 2011 GLONASS ponownie osiągnął pełną funkcjonalność – na orbicie znajdowały się 24 satelity mające status operacyjnyGLONASS providing global coverage, ITAR-TASS News Agency.. Według serwisu Izwiestia była to jedynie funkcjonalność techniczna, a nie operacyjna. W kwietniu 2014 system nadal nie został odebrany przez Ministerstwo Obrony i formalnie nadal był w stanie budowy.