Pleven toimi kahdesti Ranskan pääministerinä, heinäkuusta 1950 helmikuuhun 1951 sekä uudelleen elokuusta 1951 tammikuuhun 1952. Ensimmäisen pääministerikautensa alussa heinäkuussa 1950 hän kutsui koolle Pariisiin kansainvälisen konferenssin laatimaan suunnitelmaa yhteiseurooppalaisesta armeijasta, joka yhdistäisi Länsi-Euroopan maiden ja Naton puolustusjärjestelmät. Kokouksen tuloksena syntyi niin sanottu Plevenin suunnitelma, jossa ehdotettiin Euroopan puolustusyhteisön perustamista. Suunnitelma ei toteutunut, koska Ranskan sosialistit, kommunistit ja gaullistit asettuivat vastustamaan sitä, eikä Ranska lopulta ratifioinut puolustusyhteisön perustamissopimusta. Pleven vaikutti myös Naton toiminnan käynnistämiseen ja ajoi Ranskan siirtomaasotaa Indokiinassa Yhdysvaltain tuella.