Д. Д. Плетнев родился в 1873 г. в Полтавской губернии в семье служащего. После окончания Харьковской гимназии в 1891 г. он поступил на медицинский факультет Харьковского университета, но с III курса перевелся на тот же факультет в Москву и в 1895 г. окончил курс с отличием.
Д. Д. Плетнев оставил яркий след в истории отечественной клиники первой трети XX столетия.
Воспитанник Московского университета, он был в течение всей своей научной деятельности продолжателем лучших традиций русской врачебной школы. В публичных выступлениях и печати Д. Д. Плетнев неоднократно вспоминал с чувством глубокой благодарности о своих замечательных учителях и прежде всего об А. А. Остроумове.
Работая в клинике проф. Л. Е. Голубинина, Плетнев приобрел значительный научный и педагогический опыт. В дальнейшем он неоднократно выезжал за границу, где знакомился с клиниками Западной Европы.
Свои задачи как клинициста Д. Д. Плетнев понимал так: «Нашими методами исследования остаются: тщательное наблюдение у постели больных с привлечением к аналитической работе химии и физики. Они не могут быть самоцелью в клинике и не могут заменить собой изучение больного как такового. Клиницист начинает с анализа патологической картины, для чего пользуется разнообразной методикой, которой располагает современное естествознание, и, получив все данные в палате, химической лаборатории, физическом кабинете, синтезирует их в одно целое. Клиницист изучает сначала статику больного, затем эволюцию патологического процесса. Та и другая в своем сочетании дают картину болезни. Необходимым добавлением является динамическое исследование состояния больного».
Среди многочисленных научных трудов Д. Д. Плетнева особое место занимают работы по кардиологии. В 1904 г. он защитил докторскую диссертацию на тему «Экспериментальное исследование по вопросу о происхождении аритмий».
Много работал Д. Д. Плетнев в области физиологии и патологии кровообращения. Отечественная и мировая клиника обогатилась его исследованиями в области диагностики и лечения инфаркта миокарда.
На VIII Всесоюзном съезде терапевтов в 1925 г. Плетнев выступил с докладом на тему «О дифференциальном диагнозе тромбоза венозных артерий сердца».
Д. Д. Плетнев был представителем функционального направления. В 1918 г. он писал: «Понятие недостаточности сердца есть, прежде всего, понятие функциональное... в него, как слагаемое, входят: сердце, сосуды с их сложной нервной и внутрисекреторной регуляцией, дыхание, как сложный акт содружественной работы легких, мышц, костно-хрящевого аппарата грудной клетки и брюшного пресса».
Понятия Плетнева о патологическом процессе не укладывались в привычные для многих врачей того времени морфологические рамки. Вслед за классиками русской медицины Д. Д. Плетнев говорил, что «сделать больным только орган, а не человека нельзя». Организм - не сумма арифметических клеток, а сложное целое, в котором нарушенная функция одного из органов всегда отражается на всем организме.
Д. Д. Плетнев понимал, что «в понятие болезнь входят как возникающие в зависимости от внешних производящих причин изменения регуляторных приспособлений, так и происходящие от этого анатомические и динамические изменения в организме».
Основываясь на широких естественнонаучных познаниях, Д. Д. Плетнев разрабатывал вопросы висцероневрозов, висцерального сифилиса, заболеваний печени и др. При этом он понимал важную роль нервной системы, одновременно уделяя внимание изучению биохимизма тканей.
Большую практическую и теоретическую ценность имела его работа «Сыпной тиф» (1921). Совместно с другими авторами Д. Д. Плетневым было написано руководство по внутренним болезням, долгие годы служившее пособием для врачей и студентов. Кроме того, Д. Д. Плетнев продолжительное время был редактором журнала «Клиническая медицина».
Много сил и времени отдавал Плетнев и педагогической деятельности. В 1911 г. он был избран профессором Высших женских курсов в Москве. С 1917 по 1924 г. он руководил факультетской клиникой медицинского факультета Московского университета, а с 1924 г.- госпитальной. С 1921 г. Плетнев был одним из основателей Института по усовершенствованию врачей и руководил терапевтической клиникой института, а с 1932 г. занимал пост директора Института функциональной диагностики.
Истоки научных воззрений Д. Д. Плетнева связаны с работами классиков русской науки и прежде всего И. М. Сеченова. Плетнев писал, что «точка зрения Сеченова нова, так как... во главу научного мышления физиолога и мыслящего клинициста ставятся не столько анатомические, сколько функциональные факторы». При этом Плетнев вспоминал слова Сеченова о том, что «нервная система не может работать иначе, как за счет внешних сил».
Таким образом, Плетнев раньше, чем другие, пришел к необходимости руководствоваться в клинике достижениями физиологов. Для Плетнева уже тогда, в 20-е годы, было ясно преимущество русской физиологии, в частности физиологических работ И. П. Павлова перед физиологией зарубежной. «Простое представление Шеррингтона,- говорил Плетнев,- о реципрокной иннервации и индукции превращается у Павлова на основании работ всей его многочисленной школы в стройное учение о кортикальной мозаике».
В 1934 г., т. е. опять-таки задолго до павловской сессии, Плетнев писал о Павлове: «Все названные работы, равно и работы, с ними связанные, многих талантливых русских физиологов ждут своего перенесения в клинику». Д. Д. Плетнев создал учение об антропопатологии, т. е. о науке, изучающей здорового и больного человека с учетом его внешних и внутренних факторов. Он считал, что очередной вопрос клиники заключается в том, чтобы понять, «насколько кора может подчинить себе вегетативную нервную систему».
Нельзя, говоря о Плетневе, не указать и еще на одно важное обстоятельство. Как и другие видные врачи Д. Д. Плетнев хорошо знал историю науки и в этом было еще одно преимущество видного клинициста. Особенно высоко он ценил труды классиков русской медицины С. П. Боткина, Г. А. Захарьина и А. А. Остроумова.