Родился 13 сентября 1960 года в Москве.
В 1982 г. закончил Отделение структурной и прикладной лингвистики, затем заочную аспирантуру Института языкознания РАН. Доктор филологических наук (с 1998 г.). В 2009 г. избран членом-корреспондентом РАН.
В настоящее время является зав. сектором типологии Института языкознания РАН и зав. отделом корпусной лингвистики и поэтики Института русского языка имени В. В. Виноградова РАН, а также профессором кафедры теоретической и прикладной лингвистики филологического факультета МГУ.
Неоднократно участвовал в лингвистических экспедициях кафедры теоретической и прикладной лингвистики: дунганский, табасаранский, андийский, чамалинский языки. В 1993 г. возглавлял вепсскую экспедицию факультета теоретической и прикладной лингвистики РГГУ. Занимался также полевыми исследованиями языков Африки.
В. А. Плунгян преподает на Отделении теоретической и прикладной лингвистики филологического факультета МГУ с 1989 г. Его основной теоретический курс — «Общая морфология»; в 2000 г. опубликован его учебник «Общая морфология: введение в проблематику».
Кроме того, в разные годы В. А. Плунгян читал курсы «Русская морфология», «Языки мира и языковые ареалы» (совместно с В. И. Беликовым и А А. Кибриком), а также вел большое количество спецкурсов и спецсеминаров («Введение в грамматическую типологию», «Латинский язык: грамматика и поэзия», «Типология глагольных систем в языках мира», «Типология модальности», «Анализ поэтического текста для лингвистов» и др.).
С 1997 по 2007 гг. также преподавал в Институте лингвистики РГГУ. В разные годы преподавал и в других вузах Москвы, а также читал лекции по приглашению в университетах Санкт-Петербурга, Томска, Антверпена, Гранады, Стокгольма, Флоренции, Экс-ан-Прованса и др.
Основная область научных интересов В. А. Плунгяна — общая и русская морфология, теория грамматики и грамматическая типология (прежде всего, типология глагольных категорий); он занимается также проблемами грамматической и лексической семантики, лексикографии, полевой лингвистики, корпусной лингвистики, поэтики и др.
Является профессиональным африканистом, более двадцати лет (с 1982 по 2004 г.) работавшим в Отделе африканских языков Института языкознания РАН; его исследования опираются, главным образом, на материал языков Западной Африки (волоф, эве, сусу и др.) и в особенности на материал языка догон (Мали).
Помимо языков Западной Африки, В. А. Плунгян в своих исследованиях использует материал языков банту, а также индоевропейских, финно-угорских, алтайских, дагестанских (андийских и лезгинских), австронезийских и др. языков.
В настоящее время он работает над проблемами типологического описания глагольных систем в языках мира и исследованием функций глагольных категорий в дискурсе.
Начиная с 2003 г., В. А. Плунгян активно участвует в общероссийском проекте по составлению электронного Национального корпуса русского языка, осуществляемого в рамках специальной программы РАН. Он является также одним из создателей Восточноармянского национального корпуса и инициатором ряда других корпусных проектов.
В. А. Плунгян принимал участие в большом числе международных исследовательских проектов. Он, в частности, являлся одним из координаторов совместного российско-французского проекта «Описание предлогов, приставок и дискурсивных слов русского языка», а также занимался типологией модальности в Антверпенском университете и глагольными системами языков Океании — в университете Киля (в рамках проекта, поддержанного фондом им. А. Фон Гумбольдта). В настоящее время он участвует в международном проекте Evidentiality Network по изучению лексических показателей эвиденциальности в языках Европы и в ряде других проектов по лингвистической типологии.
Является членом международной Ассоциации лингвистической типологии (ALT) и Московского типологического общества, членом редколлегий журналов «Вопросы языкознания» (Москва), «Русский язык в научном освещении» (Москва), «Исследования по русистике» (Сеул), «Cuadernos de Rusística Española» (Гранада) и др.
Лауреат премии «Просветитель» 2011 года (за книгу «Почему языки такие разные»).
Подробнее на сайте Института языкознания РАН.