En slik forbindelse kan også koble de to statene til det europeiske jernbanenettet, via den transsibirske jernbanen. Målet er en ny rute for transport hele veien fra Sør-Korea gjennom Nord-Korea og mot Russland og Europa.
Putin snakket om planen under en næringslivskonferanse i Sør-Koreas hovedstad Seoul, ifølge nyhetsbyrået AFP.
Men selv om Sør-Korea og Russland skrev under en støtteerklæring for prosjektet, er det gedigne politiske hindringer i veien før det kan bli en realitet.
Forholdet mellom Nord- og Sør-Korea er fortsatt svært vanskelig, og i tillegg er det betydelig internasjonal frykt knyttet til Nord-Koreas atomprogram.
- LES OGSÅ: Nord-Korea kan ha restartet atomreaktor
– Store økonomiske gevinster
Den russiske presidenten fremhevet på sin side at de potensielle fordelene ved å få til en jernbaneforbindelse er større enn vanskelighetene mellom landene.
– Jeg håper at politiske problemer blir løst på et tidlig tidspunkt, fordi Sør-Korea, Nord-Korea og Russland vil høste store økonomiske gevinster når prosjektet er ferdigstilt, sa Putin, og oppfordret sørkoreanske investorer til å bli med på laget.
– Hvis prosjektet fullføres, vil det gjøre mye for å få til fred og stabilitet på den koreanske halvøya, la den russiske presidenten til.
(Saken fortsetter under bildet)
Russisk start
Det finnes allerede en jernbaneforbindelse mellom Nord- og Sør-Korea ved industrikomplekset Kaesong. Forbindelsen har derimot ikke vært brukt siden forholdet mellom de to landene igjen ble svært spent for noen år siden.
Nå er håpet å igjen få transport på skinner mellom landene og hele veien gjennom Nord-Korea.
Russland tok det første steget med å få til prosjektet i september. Da sto en 54 kilometer lang jernbanelinje mellom grensebyen Khasan og havnebyen Rajin i Nord-Korea ferdig. I dette området møtes grensene til Nord-Korea, Russland og Kina, og Rajin kan by de to stormaktene på en god havn.
I fortsettelsen ser Putin for seg at jernbanelinjen forlenges gjennom Nord-Korea, over grensen til Sør-Korea, og ender opp i den sørkoreanske havnebyen Busan.
Russland ser for seg å kontrollere 36 prosent av jernbaneprosjektet, mens Sør-Korea skal kontrollere 34 prosent og Nord-Korea 30 prosent, ifølge AFP.
Stålprodusenten Poscom, jernbaneselskapet Korail og Hyundai Rotem har blitt nevnt som mulige medlemmer av et konsortium som står for sørkoreanske delen av prosjektet.
- LES OGSÅ: Nord-Korea ber om samtaler med USA
Skepsis
Andrej Lankov ved Kookmin-universitetet i Seoul mener en potensiell jernbaneforbindelse mellom de koreanske statene gir mening ut fra et handelsperspektiv, men er likevel skeptisk til prosjektet.
– Dette vil helt klart koste milliarder av dollar, og hvilke selskaper kommer til å risikere så store investeringer i Nord-Korea under de nåværende forholdene? spør Lankov, ifølge AFP.
– Jeg er sikker på at Nord-Korea vil være interessert. Det er fordi myndighetene, når prosjektet er igangsatt, vil få noe nytt som de kan bruke til å manipulere og presse andre, la den russiske eksperten til.
Nord-Korea og Sør-Korea markerte i sommer at det var 60 år siden våpenhvileavtalen som gjorde slutt på Koreakrigen. I september bestemte de to statene seg for å gjenåpne det fellesdrevne industriområdet Kaesong, fem måneder etter at det ble stengt på grunn av konfliktnivået mellom dem.