Плетнев Сергей Дмитриевич родился 29 сентября 1923 года в селе Кермись Шацкого района, Тамбовской области. Окончив четыре класса Кермисинской школы, продолжил своё образование в Юрсовской средней школе Земетчинского района Пензенской области. Его отец Дмитрий Иванович окончил 1-й Московский медицинский институт и был направлен врачом в с. Чернопоселье (Песчанка) Земетчиского района. В 1941 году окончив Юрсовскую среднюю школу Сергей Дмитриевич поступил в Первое Пензенское артиллерийское училище.

Принимал участие в Великой Отечественной войне. После войны учился в первом Московском медицинском институте. Окончив институт, вернулся в Пензенскую область, где работал главным врачом Салтыковской районной больницы.

В 1958 г. переехал в Москву и всецело посвятил себя научной деятельности. Разрабатывал хирургические методы лечения на бронхах и легких. Изучал возможности применения физических методов (лазеры, тепловидение, ультразвук, крайне высокие частоты электромагнитного излучения и др.) при диагностике и лечении злокачественных опухолей. В отечественной и зарубежной литературе опубликовал более 160 научных работ.

За внедрение в практическую медицину новых методов лечения ему было присвоено звание Лауреат Государственной премии СССР, Изобретатель СССР.  Награжден за участие в боевых действиях двумя орденами Отечественной войны первой степени, и за трудовые достижения орденом «Знак почета» и медалями.