Роден е на 16 април 1951 г. в София. Но родовият му корен е от гр. Кула. Син е на художника Петър Нинков Вълчев /виж отделна статия/. През 1977 г. Пламен Вълчев завършва Художествената академия, специалност „Живопис“ в класа на проф. П. Михайлов. От 1981 г. до 2017 г. е последователно асистент, доцент и професор по живопис в специалност „Плакат и визуална комуникация“ при НХА-София.

Участвал е в множество изложби в България, Швеция, Норвегия, Германия, Чехия, Турция и Гърция.

През 2011 г. е носител на Наградата на София в за принос в развитието на изобразителните изкуства.

По проект на проф. Пламен Вълчев през 2017 г. е изработена и монтирана паметна плоча-барелеф на кулския художник Йордан Николов Гешев /виж отделна статия/ във връзка със 110-та годишнина от неговото рождение. Тя е експонирана върху чешма в двора на СУ „Васил Левски“- Кула, където е била родната къща на Йордан Гешев.