Försvarsministeriets talesman, general Sergei Rudskoi, sa att den syriska armén var redo att besegra IS-militanter där.
Men amerikanska tjänstemän sade att Ryssland iscensatte inga flyganfall i Syrien under den senaste veckan.
Strejken kommer flera dagar efter det att president Vladimir Putin beordrade att de flesta ryska styrkor skulle dra sig tillbaka från Syrien.
ÄR militanta tillfångatog den gamla staden Palmyra i maj förra året.
Sedan dess har den sprängt upp monumentala tempel, valv och statyer på Unescos världsarvslista, vilket har lett till ett globalt fördömande.
Samtidigt hävdade IS i fredags att det hade dödat fem ryska soldater i strider runt Palmyra under de senaste dagarna.
Ryssland har inte kommenterat påståendet och det finns ingen oberoende kontroll.
Under de senaste månaderna har IS förlorat mark till president Bashar al-Assads styrkor, rebellgrupper och kurdiska miliskämpar.
Gen Rudskoi berättade reportrar i Moskva att den syriska armén också hade beslagtagit viktiga bergstoppar nära staden Aleppo och klippt försörjningsvägar som leder till den IS-hållna staden.
US Central Command talesman Patrick Ryder sade att det hade varit några bombardemang i Palmyra regionen men att de troddes göras av ryska artilleri.
Ryssland hade dragit sig tillbaka mest om inte alla sina strejkplan och det hade varit lite rörelse av sina markstyrkor, sade överste Ryder.
Indirekta fredsförhandlingar som syftar till att lösa den syriska konflikten har ägt rum i Genève under den senaste veckan, men hittills har inga framsteg gjorts.
Ryssland säger att dess krigsflygplan utför upp till 25 flyganfall om dagen runt den syriska staden Palmyra till stöd för syriska styrkor som försöker driva bort den så kallade islamiska staten (IS).