Ο Θάνος Πλεύρης ξεκίνησε την πολιτική του σταδιοδρομία με την συμμετοχή του στο ευρωψηφοδέλτιο του πολιτικού κόμματος ΛΑΟΣ στις Ευρωεκλογές του 2004. Συμμετείχε στις νομαρχιακές εκλογές του 2006 με το Συνδυασμό ΥΠΕΡΛΑΟΥ και ήλθε πρώτος σε ψήφους από το συνδυασμό του.
Στις εκλογές της 16ης Σεπτεμβρίου 2007 εξελέγη βουλευτής Α΄ Αθηνών με τον ΛΑ.Ο.Σ, όντας πρώτος σε ψήφους για το κόμμα του στην περιφέρεια της Α΄ Αθηνών (6.942 ψήφοι). Στις ευρωεκλογές της 7ης Ιουνίου 2009 εξελέγη ευρωβουλευτής. Στις βουλευτικές εκλογές του Οκτωβρίου 2009 επανεξελέγη βουλευτής πρώτος ανάμεσα στους υποψήφιους του ΛΑΟΣ με 11.431 σταυρούς. Παράλληλα εξελέγη και Περιφερειακός Σύμβουλος στην Περιφέρεια Αττικής.
Στις 21 Μαΐου 2012, ανακοίνωσε την αποχώρησή του από τον Λαϊκό Ορθόδοξο Συναγερμό του Γιώργου Καρατζαφέρη για να συστρατευθεί με τη Νέα Δημοκρατία. Η αποχώρησή του ήταν αποτέλεσμα και της επιθυμίας του Γιώργου Καρατζαφέρη να μην συνεργαστεί με ΝΔ και το κόμμα να κατέβει αυτόνομα στις εθνικές εκλογές της 17ης Ιουνίου 2012. Ο Θάνος Πλεύρης τοποθετήθηκε από τον Αντώνη Σαμαρά πριν τις εκλογές στην 9η μη εκλόγιμη θέση της Α’ Αθηνών αφού οι εκλογές έγιναν χωρίς σταυρό προτίμησης. Η Ν.Δ. εξέλεξε 8 βουλευτές στην Α’ Αθηνών και ο Θάνος Πλεύρης ήταν ο πρώτος επιλαχών. Το Μάιο του 2014 εξελέγη δημοτικός σύμβουλος στον Δήμο Αθηναίων με την δημοτική παράταξη που στήριζε η Νέα Δημοκρατία. Στις 3 Νοεμβρίου του 2014 ορκίστηκε βουλευτής του Ελληνικού Κοινοβουλίου με το κόμμα της Ν.Δ. αντικαθιστώντας τον Δημήτρη Αβραμόπουλο ο οποίος παραιτήθηκε από το βουλευτικό του αξίωμα για αναλάβει τα νέα του καθήκοντα στην Κομισιόν.
Στις εκλογές του 2019 επαναξελέγη στην Α’ Αθηνών με τη Νέα Δημοκρατία.
Γεννήθηκε στην Αθήνα. Είναι γιος του πολιτικού και δικηγόρου Κωνσταντίνου Πλεύρη και της Νίκης Πλεύρη.
Η μητέρα του, μετά από τροχαίο που είχε, νοσηλευόταν στο ΚΑΤ, δυστυχώς όμως χθες το πρωί απεβίωσε.
Η είδηση έγινε γνωστή μέσα από το προσωπικό του λογαριασμό το Facebook, όπου και αποχαιρετά τη μητέρα του.
O Θάνος Πλεύρης και η μητέρα του ήταν πολύ αγαπημένοι! Όποτε βρίσκει ευκαιρία την «αναφέρει» μέσω των μέσων κοινωνικής δικτύωσης.
Πριν ένα μήνα περίπου, με αφορμή τη γιορτή της μητέρας, της ευχήθηκε χρόνια πολλά μέσω του προσωπικού του λογαριασμού στο Twitter
