Paulistano, Plínio foi eleito pela primeira vez para a Câmara dos Deputados em 1962, pelo extinto Partido Democrata Cristão (PDC).
Durante o regime militar (1964-1985), Plínio viveu no Chile e nos Estados Unidos. Retornou ao Brasil em 1976, no início do processo de reabertura política do país. Ele foi um dos fundadores do Partido dos Trabalhadores (PT), em 1980. Plínio redigiu o estatuto da legenda fundada por operários, sindicalistas e intelectuais. Nos anos 1980, também se engajou na campanha das Diretas Já. Em 1982, concorreu a deputado federal, mas acabou se elegendo apenas primeiro suplente do PT. Nesta legislatura, ele chegou a assumir uma cadeira na Câmara dos Deputados quando Eduardo Suplicy se licenciou do Parlamento para concorrer à Prefeitura de São Paulo. Na eleição seguinte, de 1986, Plínio foi eleito pelo PT para a Assembleia Geral Constituinte.
CONSTITUIÇÃO Durante a elaboração da atual Constituição, ele defendeu um modelo de reforma agrária que previa o fim dos latifúndios. Nas eleições estaduais de 1990, Plínio disputou o governo de São Paulo, mas foi derrotado. O pleito foi vencido pelo candidato do PMDB, Luiz Antônio Fleury Filho.
Após sair do PT, Plínio se filiou ao Psol. Um ano após ingressar na legenda oposicionista, voltou a disputar o governo paulista, mas foi novamente derrotado. Com 532 mil votos, terminou o pleito em quarto lugar, sendo derrotado pelo tucano José Serra (SP). A última eleição que Plínio disputou foi em 2010, quando ele já tinha 80 anos. Mesmo idoso, Plínio se tornou popular no Twitter nos últimos anos ao se oferecer, quase diariamente, para responder a perguntas sobre política e religião. Ele tinha quase 83 mil seguidores na rede social..