Pada 31 Juli 2008, Puygrenier menandatangani kontrak empat tahun dengan Zenit Saint Petersburg. Ia turut serta dalam kemenangan tim dalam Piala Super UEFA 2008, tetapi kesulitan mendapatkan tempat tetap di tim utama. Setelah beberapa pemain belakang tengah Portugal, Bruno Alves dan Fernando Meira, bergabung dengan klub, menjadi semakin jelas bahwa masa depan Puygrenier berada di luar Saint Petersburg. Ia kemudian dipinjamkan ke Bolton Wanderers dan dua kali ke AS Monaco di Ligue 1. Setelah gagal impresif di Prancis, Monaco menolak untuk merekrut Puygrenier secara permanen. Puygrenier kembali ke Zenit yang menyatakan bahwa ia siap untuk dijual, bahkan dijelaskan sebagai 'kesalahan dari para pencari bakat kami' oleh direktur umum Maxim Mitrofanov, yang juga mengritik Puygrenier karena menolak untuk menurunkan tuntutan gajinya demi mencari klub baru meskipun tidak memiliki prospek untuk mendapatkan waktu bermain dan tidak dianggap sebagai bagian dari skuad Zenit oleh manajer Luciano Spalletti.
Pada Januari 2009, Puygrenier dipinjamkan ke Bolton Wanderers hingga akhir musim. Satu-satunya golnya untuk Bolton dicetak pada 31 Januari dalam kemenangan kandang 3-2 melawan Tottenham Hotspur. Gol tersebut merupakan gol ke-4000 Bolton di divisi teratas sepak bola Inggris.
Pada 14 Juli 2009, Puygrenier setuju untuk dipinjamkan ke AS Monaco. Puygrenier pindah ke AS Nancy pada pertengahan musim 2011-2012. Pada Juli 2013, ia bergabung dengan tim Turki, Kardemir Karabükspor, dengan kontrak selama dua tahun. Pada Juli 2014, Puygrenier menandatangani kontrak selama satu tahun dengan tim Prancis, AJ Auxerre. Pada Juli 2016, Puygrenier bergabung dengan tim Championnat National, US Créteil, dengan kontrak selama satu tahun dan opsi perpanjangan.