Сергей Плюснин родился в 1978 году в Перми. Окончил Астраханскую консерваторию (2005, класс Натальи Тарасовой), был солистом Астраханского государственного музыкального театра (2000–2003), выступал с концертами в Саратовской и Астраханской консерваториях.
В 2005–2008 гг. обучался в Центре оперного пения Галины Вишневской. Принимал участие в мастер-классах Миреллы Френи и Мауро Тромбетты. Участвовал в постановках опер «Иоланта» и «Евгений Онегин» Чайковского (Роберт, Евгений Онегин), «Борис Годунов» Мусоргского (Щелкалов), «Кармен» Бизе (Данкайро, Моралес), «Фауст» Гуно (Валентин), «Риголетто» Верди (Марулло). В качестве солиста Центра выступал на фестивалях «Майские оперные вечера» (Скопье, Македония), I Всероссийском фестивале «Панорама музыкальных театров» (Омск), «Новое передвижничество» в Пензенской области, Фестивале памяти Мстислава Ростроповича в Баку, музыкальном фестивале в Кольмаре, Le Voci della Citta в Милане, Фестивале русской культуры в ЮАР; пел в Кеннеди-центре в Вашингтоне, в залах Берлина, в миланском театре Ла Скала; гастролировал в Санкт-Петербурге, а также в Грузии и Азербайджане.
В 2010 году окончил ассистентуру-стажировку Московской консерватории (класс профессора Анатолия Лошака).
Дипломант I Международного конкурса баритонов имени Павла Лисициана (2008), лауреат Международного фестиваля-конкурса имени Надежды Обуховой (2008, III премия), II Международного конкурса имени Муслима Магомаева (2012, I премия). Один из четверых победителей реалити-шоу «Русские теноры», проводившегося в Лос-Анджелесе (телеканал СТС, 2009), финалист телевизионного конкурса «Большая опера» телеканала «Культура» (2011). Принимал участие в конкурсе Operalia Пласидо Доминго в Канаде.
Участвовал в спектаклях Большого театра (Роберт в «Иоланте» и Данкайро в «Кармен»). В репертуаре певца также партии в операх «Пиковая дама» Чайковского (Елецкий), «Война и мир» Прокофьева (Андрей Болконский), «Травиата» Верди (Жермон), «Паяцы» Леонкавалло (Сильвио), «Фауст» Гуно (Валентин), в опереттах, камерная вокальная лирика русских и зарубежных композиторов, эстрадные песни.
В качестве солиста фонда «Таланты мира» в 2012–2014 годах выступал в городах России, Украины, Беларуси и Казахстана, дав более двухсот концертов. Принимал участие в цикле передач «Романтика романса» на телеканале «Культура».