Д-р Пламен Пенчев завършва медицина в Медицински университет Варна през 2001 г. Започва работа в МБАЛ „Иван Селимински“ Сливен, а от 2003 г. до 2013 г. след спечелен конкурс работи в УМБАЛ „Света Марина“ Варна последователно в Клиника по вътрешни болести и в Клиника по кардиология. В периода 2003-2004 г. преподава като асистент в Катедра по пропедевтика на вътрешните болести на Медицински университет – Варна, а от 2007 г. до 2013 г. е асистент в Катедра по вътрешни болести, УНС по кардиология. Придобива специалност „Кардиология“ през 2012 г., а през 2013 г. – сертификати за професионална квалификация „Инвазивна Кардиология“ и „Ехокардиография“. В периода 2014 – 2019 г. работи като инвазивен кардиолог в МБАЛ „Дева Мария“ Бургас.

От октомври 2019 г. е част от екипа на МБАЛ ‚Сърце и Мозък‘ Бургас.