С первых шагов полицейской службы он проявил незаурядные сыскные способности. Через три года Путилин был удостоен первой награды — ордена Святого Станислава третьей степени. Еще через год — новые знаки отличия: орден Святой Анны и орден Св. Станислава второй степени.
Почести, чины и звания следовали друг за другом. Иваном Дмитриевичем восторгались не только простые люди, но и придворные, и даже сам император.
В 1862 году тридцатидвухлетнего сыщика ввели в состав Всероссийской следственной комиссии, а еще через четыре года Путилин возглавил только что созданную столичную сыскную полицию.
О бесстрашии Путилина ходили легенды. Он был не только талантливым, но и по-настоящему мужественным человеком, часто сам встречался с опасными преступниками. И почти всегда победа в этих поединках оставалась за ним. Не поддаются исчислению раскрытые им преступления.
Такой образ жизни расшатал здоровье Ивана Дмитриевича. В сорок пять лет в чине генерала Путилин был вынужден выйти в отставку. Однако деятельная натура, невозможность жить без любимого дела заставили его через три года вновь встать во главе сыскной полиции Петербурга. Еще одиннадцать лет Путилин посвятил своей уникальной и самоотверженной работе, которую всегда сопровождал успех. Летом 1889 года Ивану Дмитриевичу по состоянию здоровья пришлось окончательно уйти на покой.
Тайный советник Путилин поселился в своем имении в Волхове.
18 ноября 1893 года он тихо скончался и был похоронен на кладбище Пчевской церкви в Новоладожском районе Петербургской губернии.
За короткие три года, свободные от изнурительной и опасной работы, Иван Дмитриевич написал ряд книг о своей правозащитной деятельности: «Записки Путилина», «Преступления, раскрытые начальником Санкт-Петербургской сыскной полиции», «40 лет среди убийц и грабителей. Записки И. Д. Путилина». Немало книг написано о нем другими авторами. В их числе — Роман Антропов, писавший под псевдонимом Роман Добрый, М. В. Шевляков и многие другие.
Рассказы о подвигах замечательного русского сыщика, выдающегося борца с преступностью, помогли нашим современникам сохранить память о замечательном человеке — Иване Путилине, беззаветном труженике и несгибаемом борце со злом.
В Петербурге появился авантюрист высочайшего класса. В сыскную полицию потоком поступали жалобы обманутых им людей. Дело дошло до того, что мошенник умудрился за кругленькую сумму продать заезжему золотопромышленнику здание Главного штаба — великое творение Карла Росси!
Жулик уплатил смотрителю здания за небольшую экскурсию для него и его спутника. Золотопромышленник остался доволен осмотром и согласился на покупку, после чего мошенник отвез его к подставному нотариусу, который быстро и грамотно оформил купчую. При этом «продавец» сразу же получил половину причитающейся ему суммы.