Ha alle spalle una carriera di quasi 60 anni, che lo ha reso uno degli attori teatrali più rinomati e un veterano nel cinema, con la partecipazione a più di 100 film.
Cresciuto a Montreal, ha iniziato la sua carriera professionale in teatro e alla radio, sia in lingua francese che inglese. Dopo il debutto a New York nel 1954, ha continuato a lavorare in numerose celebri produzioni a Broadway e nella West End londinese, ricevendo riconoscimenti sia in Gran Bretagna che negli Stati Uniti. Plummer ha vinto un Tony Award® per il musical "Cyrano" e per "Barrymore". Ha inoltre ottenuto sette nomination ai Tony, le ultime per "King Lear" (2004) e per il ruolo di Clarence Darrow in "Inherit the Wind" (2007). Ha vinto inoltre tre Drama Desk Award e la National Arts Club Medal.
Plummer è stato uno dei membri più autorevoli del Royal National Theatre sotto la guida di Sir Laurence Olivier, e della Royal Shakespeare Company sotto la direzione di Sir Peter Hall, aggiudicandosi il London's Evening Standard Award come migliore attore in "Becket". Ha diretto lo Stratford Festival del Canada nelle prime edizioni, sotto l'egida di Sir Tyrone Guthrie e Michael Langham. Attualmente, è considerato uno degli attori classici di maggior talento della sua generazione.
Da quando Sidney Lumet lo ha portato sul grande schermo con Stage Struck (Fascino del palcoscenico) nel 1958, Plummer ha recitato in film celebri, tra cui The Man Who Would Be King (L'uomo che volle farsi re), Battle of Britain (I lunghi giorni delle aquile), Waterloo, Fall of the Roman Empire (La caduta dell'impero romano), Star Trek VI, Twelve Monkeys (L'esercito delle dodici scimmie) e The Sound of Music (Tutti insieme appassionatamente), premio Oscar® nel 1965. Più di recente, Plummer ha vestito i panni di Mike Wallace nel film drammatico The Insider (Insider - Dietro la verità) nominato all'Oscar®, ruolo che gli è valso un National Film Critics Award. Tra gli altri crediti nel cinema troviamo il film drammatico premio Oscar® A Beautiful Mind, Man in the Chair, Must Love Dogs (Partnerperfetto.com), National Treasure (Il mistero dei Templari), Syriana e Inside Man.
Tra le sue collaborazioni per la televisione, che ammontano ad un centinaio, troviamo la produzione della BBC vincitrice di un Emmy® "Hamlet at Elsinore", in cui era protagonista, e altre produzioni premiate con l'Emmy® tra cui "The Thornbirds", "Nuremberg" e "Little Moon of Alban". Plummer ha vinto due Emmy® e ha ricevuto sei nomination. Ha scritto lavori per il teatro, la televisione nonché piéce musicali per concerti.
Oltre ai premi ricevuti in Gran Bretagna, negli Stati Uniti, in Austria e in Canada, Plummer è stato il primo attore a ricevere il Jason Robards Award, un tributo al suo grande amico attore. Ha vinto anche l'Edwin Booth Award e il Sir John Gielgud Quill Award.
Nel 1968, per ordine della Regina Elisabetta II, è stato insignito del titolo Companion of the Order of Canada (un titolo di cavaliere onorario). È entrato a far parte della Theater Hall of Fame nel 1986 e della Canada's Walk of Fame nel 2000. Ha ricevuto una laurea honoris causa in Belle Arti alla Julliard e il premio alla carriera Governor General's Lifetime Achievement Award nel 2000.
Il libro di memorie dell'attore, In Spite of Myself (Knopf), ha ricevuto un'ottima accoglienza sia dalla critica che dal pubblico.
Tra i lavori più recenti di Plummer, troviamo i film d'animazione di successo Up, 9, e My Dog Tulip; è stato inoltre il protagonista del film The Imaginarium of Doctor Parnassus (Parnassus - L'uomo che voleva ingannare il diavolo), diretto da Terry Gilliam. Nel 2010 ha ottenuto la sua prima nomination all'Academy Award® interpretando il grande scrittore Tolstoy nel film The Last Station con Helen Mirren. Successivamente ha lavorato al film Beginners di Mike Mills, elogiato dalla critica a livello internazionale.