Из семьи военного. Начал учиться во 2-й Санкт-Петербургской гимназии, впоследствии перевелся в Петришуле. Окончил ее в 1878 г. и поступил на физико-математический факультет Санкт-Петербургского университета. Кончил курс в 1882 г. с дипломом кандидата. Во время обучения в университете вступил в Общество естествоиспытателей (вскоре стал его секретарем), которым был командирован для исследования фауны Кольского полуострова и впоследствии Южного Урала. В 1880-х устроился хранителем Зоологического музея Академии наук, который возглавил в 1893 г. В этом же году стал действительным членом Академии наук. В 1890-1910-х гг. занимался предпринимательством, стал крупным финансистом. Возглавлял Санкт-Петербургское общество освещения газом, Товарищество для производства глухоозерского цемента, являлся членом Совета Петербургского общества работников и фабрикантов. В 1908-1914 гг. возглавлял Общество электрического освещения в Москве.
В советское время вернулся в Зоологический музей, который покинул в 1897 г.: в 1918-1926 гг. – ученый хранитель, в 1926-1929 гг. – старший зоолог; с 1920 г. заведовал орнитологическим отделением. Был уволен из АН СССР в ходе чистки.
П. – известный ученый-орнитолог, действительный член Императорской Академии наук, директор Зоологического музея в 1893-1896 гг.
Критический обзор млекопитающих и птиц Кольского полуострова. СПб., 1887.
Птицы / Обработал Ф.Д. Плеске. СПб., 1889-1905. Вып. 1-4.
Камышевки. СПб., 1890.
Locustella, cettia u urosphena. СПб., 1891.
К вопросу о создании в С.-Петербурге научного зоологического сада // Известия Санкт-Петербургской городской думы. 1906. №12.
Правда о порядках на некоторых германских и австрийских курортах и соображения о необходимости устройства здравиц вблизи наших крупных центров. Пг., 1916.
The birds of the Eurasian tundra. Boston, 1928.
Потапов Р. Л. Фёдор Дмитриевич Плеске (1858—1932) и его роль в развитии российской орнитологии (к 150-летию со дня рождения) // Русский орнитологический журнал. 2008. Т. 17. Вып. 415. С. 647-668.
ЦГИА СПб. Ф. 14. Оп. 3. Д. 20248. Плеске Федор Эдуардович
ЦГИА СПб. Ф. 14. Оп. 1. Д. 8208. О назначении Федора Плеске исполнять обязанности консерватора зоологического кабинета
АРАН. Ф.446. Оп.2. Д.512. Письмо Плеске Федора Дмитриевича (адъюнкт по зоологии, консерватор Академии наук) к А.П.Богданову. Франценбад. Автограф 1 пис.
АРАН. Ф.544. Оп.8. Д.373. Письма Плеске Федора Эдуардовича (Дмитриевича) (академик) А.Е.Ферсману. 3 пис
СПФ АРАН Ф. 2. Оп. 17. Д. 72. Плеске Ф.Д. Дело об избрании
СПФ АРАН Ф. 4. Оп. 4. Д. 1087. Плеске Федор Эдуардович, ученый хранитель, старший зоолог Зоологического музея АН. Личное дело.
СПФ АРАН Ф. 4 Оп. 4. Д. 5545. Плеске Федор Эдуардович (Дмитриевич), ученый хранитель, старший зоолог Зоологического музея АН СССР. Трудовой список
СПФ АРАН Ф. 722. Оп. 2. Д. 1254. Плеске Федор Дмитриевич, академик. Письма его к Семенову-Тян-Шанскому Андрею Петровичу
СПФ АРАН Ф. 764. Оп. 2. Д. 576. Плеске Федор Дмитриевич, акад. Письма его к А.Ф. Бычкову. Из Царского Села.
Выдающиеся выпускники Императорского Санкт-Петербургского университета (в процессе подготовки)