Ο Δ. Πλουμπίδης γεννήθηκε το 1948 στην Αθήνα σε συνθήκες παρανομίας των γονιών του, Νίκου Πλουμπίδη – ιστορικού στελέχους του ΚΚΕ – και Ιουλίας Παπαχρήστου.
Αποφοίτησε από την Ιατρική Σχολή του ΕΚΠΑ το 1972. Έλαβε τον τίτλο ειδικότητας το 1980 στην Ψυχιατρική, Νευρολογία και Οικονομία της Υγείας στη Γαλλία όπου και εργάστηκε από το 1973 ως το 1986. Επίσης, το 1980 έλαβε τον τίτλο του Διδάκτορος του ΕΚΠΑ.
Εκλέχτηκε λέκτορας της Ψυχιατρικής του ΕΚΠΑ τον Ιούλιο 1988 και αφυπηρέτησε ως καθηγητής Ψυχιατρικής τον Αύγουστο 2015.
Click4more: Εκλογές 2019: Αυτοί είναι οι 16 πρώτοι υποψήφιοι ευρωβουλευτές του ΣΥΡΙΖΑ
Τόσο η κλινική του δραστηριότητα, όσο και το επιστημονικό του έργο επικεντρώθηκαν στην εξωνοσοκομειακή άσκηση της ψυχιατρικής στην κοινότητα και την ψυχοκοινωνική αποκατάσταση των ψυχικά ασθενών. Δημοσίευσε, επίσης, μελέτες για την ιστορία της Ψυχιατρικής στην Ελλάδα.
Ο Δημήτρης Πλουμπίδης εργάστηκε από το 1988 ως την αφυπηρέτησή του ως υπεύθυνος του Κέντρου Κοινοτικής Ψυχικής Υγιεινής Βύρωνα – Καισαριανής, της Α΄ Ψυχιατρικής Κλινικής του ΕΚΠΑ. Πρόκειται για το πρώτο στην Ελλάδα Κέντρο Κοινοτικής Ψυχικής Υγιεινής, με σημαντική συμβολή στην πιλοτική εφαρμογή της κοινοτικής ψυχιατρικής και την συνεργασία με τις γύρω κοινότητες.
Από τον Ιούνιο 2015 έως σήμερα είναι εκπρόσωπος της Ελλάδας για θέματα ψυχικής υγείας στον Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας.
Από τον Μάιο του 2014 είναι πρόεδρος της Ελληνικής Ψυχιατρικής Εταιρείας, επιστημονικής και επαγγελματικής ένωσης των Ελλήνων ψυχιάτρων.
Είναι, επίσης, Πρόεδρος της Επιτροπής Ψυχικής Υγείας του Κεντρικού Συμβουλίου Υγείας.