Von 1952 bis 1954 war Pleven abermals Verteidigungsminister. In diese Zeit fiel der Höhepunkt des Indochinakriegs und Frankreich erlitt im Mai 1954 eine entscheidende Niederlage in der Schlacht um Điện Biên Phủ. 1958 wurde Pleven von Pierre Pflimlin zum Außenminister ernannt – der letzte der Vierten Republik. Zwei Wochen später, nach de Gaulles Amtsantritt als Regierungschef, gab er diesen Posten an Maurice Couve de Murville ab.