Ulrich Graf von Plettenberg wurde am 6. August 1964 als sechstes von acht Kindern in Birkenfeld/Nahe geboren. In der Pfarrei St. Peter und Paul Idar-Oberstein war er als Messdiener, Aushilfsorganist und in der Jugendarbeit tätig.
Zwei Jahre lang war von Plettenberg nach seinem Abitur als Zeitsoldat bei der Bundeswehr in Münster und in Ahlen/Westfalen. Nach seinem Studium in Trier und an der Päpstlichen Universität Gregoriana in Rom wurde er am 10. Oktober 1991 in Rom vom Paderborner Bischof Dr. Johannes Joachim Degenhardt zum Priester geweiht.
Seine Kaplanszeit (1993-1996) verbrachte von Plettenberg in Trier-Irsch St. Georg und Trier-Olewig St. Anna. Ab 1996 war er Bischofskaplan und Sekretär von Bischof Dr. Hermann Josef Spital, ab 2001 Sekretär von Diözesan-Administrator Weihbischof Leo Schwarz und schließlich bis Juli 2002 Bischöflicher Kaplan und Sekretär von Bischof Dr. Reinhard Marx.
Von August 2002 bis Anfang 2004 war er zum Promotionsstudium an der Theologischen Fakultät in Trier freigestellt. 2004 wurde er mit seiner Arbeit „In gemeinsamer Verantwortung. Amt und Laikat in der Kirche nach Yves Congar und dem Zweiten Vatikanischen Konzil“ promoviert.
Von Februar 2004 an wirkte von Plettenberg als Schulpfarrer an der Alfred Delp-Schule Hargesheim, einer Kooperativen Gesamtschule in Trägerschaft des Bistums Trier, und als Kooperator in Bad Kreuznach. Von November 2010 bis Oktober 2016 war von Plettenberg Pfarrer der Pfarreiengemeinschaft Am Schaumberg im Saarland.
Von Plettenberg ist den Maltesern im Bistum Trier verbunden: Von 1999 bis 2004 war er Diözesanseelsorger der Malteser-Jugend im Bistum, von 2011 bis 2019 war er geistlicher Beirat des Malteser Hilfsdienstes e.V. im Bistum Trier.
Ulrich von Plettenberg war gewähltes Mitglied für das Dekanat St. Wendel in der Trierer Bistumssynode. Als Synodaler leitete er die Sach-Kommission 5 „Den Glauben an vielen Orten leben lernen“.
Vom 19. September 2016 bis 15. April 2026 war von Plettenberg Generalvikar des Bistums Trier. Im August 2026 tritt er sein Amt als Pfarrer der Pfarrei St. Ludwig Saarlouis an.