A Magyar Tudományos Akadémia rendes tagja, az MTA főtitkárhelyettese (2006–2008), a BME Kognitív Tudományi Tanszékének alapító egyetemi tanára, iskolateremtő agykutató.
A megismeréstudomány az egyik legfiatalabb, ugyanakkor legizgalmasabb kutatási terület, mely nem kevesebbet tűzött ki célul, mint az emberi elme és az emberi természet megértését. E tudományág a pszichológia, a filozófia, a nyelvészet, a számítástechnika és a biológia találkozásából bontakozott ki az 1960-as években. Pléh Csaba e kutatási irányzat úttörői közé tartozik. Nemzetközileg elismert kutatásai mellett azok közt volt itthon, akik az első hazai kognitív tudományos műhelyeket megteremtették, s azóta is a magyar kognitív tudósok újabb és újabb generációinak tanítómestere. Érdeklődésének és kutatásainak sokoldalúságát jelzi, hogy munkatársaival, tanítványaival, volt tanítványaival együtt a megismeréstudomány valamennyi területét műveli; e területek fővonalakban: a nyelvelsajátítás, a nyelvi feldolgozás, a kétnyelvűség, az emlékezet, az észlelés, a kognitív fejlődéslélektan, az evolúciós pszichológia, a filozófia és a tudománytörténet.
Egyetemi tanulmányokat Budapesten, az ELTE BTK-n folytatott, itt szerezte tudományos fokozatait is. Okleveles pszichológus lett 1969-ben, okleveles általános és alkalmazott nyelvész 1973-ban. Egyetemi doktori disszertációját 1970-ben védte meg, kandidátusi – 1984-ben, nagydoktori fokozatot 1997-ben ért el. 1998-ban habilitált egyetemi előadóként. Az MTA levelező tagjai sorába választották 1998-ban, 2004-től rendes tag, 2005-től 2008-ig az MTA főtitkárhelyettese volt.