USA:s attack på en syrisk flygbas i början av april har ansträngt relationerna mellan Moskva och Washington. Attacken var en reaktion på den dödliga kemvapenattacken på civila som Trump skyller på Assads regering.
Nordkorea var ett annat ämne i samtalet. Putin manade till återhållsamhet för att minska spänningarna, rapporterar ryska medier med hänvisning till uttalande från Kreml.
De två ledarna har också kommit överens om att hålla ett enskilt möte i samband med G20-mötet i Hamburg i juli, rapporterar Interfax.
Det är tredje gången som Putin och Trump talar i telefon sedan Trump tillträdde presidentposten, enligt CNN.